Информация для группы 2232

Дисциплина – Электротехника и электроника.

Перечень учебно-методического обеспечения:

1. Электротехника: учебник для вузов/А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – 10-е (9-е) изд., стер.– М.: Издательский центр «Академия», 2007 (2005). – 544 с.

2. Общая электротехника. Интерактивные модели. Автор А.А. Усольцев.

3. Петров Е.А. Анализ электрических цепей постоянного тока. Учебное пособие по курсам электротехники и ТОЭ. – СПб: СПб ГУИТМО, 2003 – 45 с.

Методические указания и домашнее задание к расчету цепей постоянного тока. Автор: Е.А. Петров

4. Петров Е.А. Анализ электрических цепей переменного тока. Учебное пособие по курсам электротехники и ТОЭ. – СПб: СПб ГУИТМО, 2003 – 42 с.

Методические указания и домашнее задание к расчету цепей переменного тока. Автор: Е.А. Петров

5. Петров Е.А. Анализ электрических цепей несинусоидального периодического тока. Учебное пособие по курсам электротехники и ТОЭ. – СПб: СПб ГУИТМО, 2006 – 30 с.

Методические указания и домашнее задание к расчету цепей с несинусоидальными периодическими токами. Автор: Е.А. Петров

6. Петров Е.А. Анализ переходных процессов в электрических цепях. Учебное пособие по курсам электротехники и ТОЭ. – СПб: СПб ГУИТМО, 2004 – 30 с.

Методические указания и домашнее задание к расчету переходных процессов в электрических цепях. Автор: Е.А. Петров

7. Методические указания к лабораторному практикуму.(new) Автор: В.А. Толмачев, А.А. Усольцев, Д.В. Лукичев, М.В. Никитина

Примечание: методические пособия (3)-(7) выложены на сайте www.ets.ifmo.ru в разделе «Учебная деятельность» → «Общая электротехника».

Примерный план лабораторного практикума

№ нед.	Тема
Модуль 5 (1)
1-2	Исследование характеристик источников постоянного напряжения и тока.
3-4
5-6	Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного напряжения и тока.
7-8
Модуль 6 (2)
9-10	Исследование линейных двухполюсников в электрических цепях однофазного синусоидального тока.
11-12	Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях.
13-14	Исследование трехфазных электрических цепей.
15-16	Исследование цепей периодического несинусоидального тока.

Требования к оформлению домашних заданий

• домашняя работа должна содержать титульный лист (см. приложение 1);

• каждую новую страницу домашнего задания следует оформлять на новом листе (т.е. не должно быть листов, исписанных с двух сторон);

• домашняя работа должна содержать пункты «Дано:», «Найти:», «Решение:», «Ответ:» (см. приложение 2);

• принимаются ТОЛЬКО рукописные работы.

Перечень тем домашних заданий

Вариант всех заданий назначается преподавателем и остается неизменным (см. приложение 3). Исходные схемы и параметры к заданиям находятся в пособиях (3)-(6) перечня учебно-методического обеспечения. Далее в тексте домашних заданий указываются только номера страниц из данных пособий, а в квадратных скобках указывается номер пособия.

Домашнее задание 1 «Анализ цепей постоянного тока»

Исходная схема находится на стр.17, а параметры к ней на стр.19 [3] (табл.2.3). Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти все неизвестные токи, используя законы Кирхгофа; в) найти все неизвестные токи, используя метод контурных токов; д) найти все неизвестные токи, используя метод узловых напряжений; е) осуществить проверку, составив баланс мощностей.

Домашнее задание №2 «Анализ переходных процессов в цепях первого порядка»

Исходная схема находится на стр.17, а параметры к ней на стр.18 [6] (табл.3). Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти мгновенное значение величин, указанных в табл.3, классическим методом расчета; в) найти мгновенное значение величин, указанных в табл. 3, операторным методом расчета; д) представить найденные величины графиками на интервале времени [-τ, 4·τ].

Домашнее задание №3 «Анализ цепей синусоидального тока»

Исходная схема находится на стр.15, а параметры к ней на стр.18 [4] (табл.2.3). Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти мгновенное значение всех токов и напряжений методом комплексных амплитуд; в) построить векторные диаграммы для любого контура и любого узла.

Домашнее задание №4 «Анализ цепей с несинусоидальными источниками энергии»

Исходная схема находится на стр.22, а параметры к ней на стр.23 [5] (табл.4.1). Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти действующее и мгновенное значения величины, указанной в табл. 4.1, используя первые пять слагаемых несинусоидального источника энергии.

Требования к оформлению отчетов по лабораторным работам

• отчет по лабораторной работе должен содержать титульный лист (см. приложение 4);

• каждую новую страницу отчета следует оформлять на новом листе (т.е. не должно быть листов, исписанных с двух сторон);

• отчет должен содержать все позиции, предусмотренные пунктом «Содержание отчета»;

• весь графический материал отчета должен быть выполнен на миллиметровке с обязательной оцифровкой и обозначением осей;

• принимаются ТОЛЬКО рукописные отчеты.

Перечень лабораторных работ

Порядок выполнения лабораторных работ описан в пособии (7) перечня учебно-методического обеспечения. Далее в тексте указываются только страницы из вышеуказанного пособия.

Лабораторная работа №1. Исследование характеристик источника электрической энергии постоянного тока. [7]

Лабораторная работа №2. Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного тока. [7]

Лабораторная работа №3. Исследование линейных двухполюсников в электрических цепях однофазного синусоидального тока. [7]

Лабораторная работа №4. Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях. [7]

Лабораторная работа №5. Исследование трехфазных цепей. [7]

Лабораторная работа № 6. Исследование цепей периодического несинусоидального тока. [7]

Перечень тем контрольных работ

Контрольная работа 1 – Законы Кирхгофа.

Контрольная работа 2 – Переходные процессы в цепях первого порядка.

Контрольная работа 3 – Переходные процессы в цепях второго порядка.

Контрольная работа 4 – Характеристики синусоидальных напряжений и токов.

Перечень тем тестов

Тест 1 – Линейные электрические цепи постоянного тока (Часть 1)

Тест 2 – Линейные электрические цепи постоянного тока (Часть 2)

Тест 3 – Линейные электрические цепи переменного тока (Часть 1)

Тест 4 – Линейные электрические цепи переменного тока (Часть 2)

Формирование итоговой оценки

Формы контроля	Баллы
	Мин	Макс
Модуль 5 (1)
Домашнее задание 1	2	4
Домашнее задание 2	2	4
Лабораторная работа 1	3	4
Лабораторная работа 2	3	4
Тест 1	3	5
Контрольная работа 1	2	3
Контрольная работа 2	2	3
Контрольная работа 3	2	3
Посещаемость	4	8
Личностные качества	3	5
Рубежный контроль (Тест 2)	6	10
ИТОГО по модулю 5 (1)	32	53
Модуль 6 (2)
Домашнее задание 3	2	3
Домашнее задание 4	2	3
Лабораторная работа 3	2	3
Лабораторная работа 4	2	3
Лабораторная работа 5	2	3
Лабораторная работа 6	2	3
Тест 3	1	3
Контрольная работа 4	2	3
Посещаемость	4	8
Личностные качества	3	5
Рубежный контроль (Тест 4)	6	10
ИТОГО по модулю 6 (2)	28	47
ВСЕГО	60	100

Студенты, набравшие не менее 60 баллов, получают оценку «зачет».

Расписание консультаций

Расписание будет сформировано к 11 сентября и представлено на информационном стенде напротив ауд.564.

Приложение 1 – Пример титульного листа домашнего задания

Санкт-Петербургский государственный университет

информационных технологий, механики и оптики

Кафедра Электротехники и прецизионных электромеханических систем

Домашнее задание

Анализ электрических цепей постоянного тока

Группа ХХХХ.

Вариант Х.

Работу выполнил: студ. Иванов И.И.

Дата сдачи:

Контрольный срок сдачи:

Оценка:

Количество баллов:

Санкт-Петербург

– 2010–

Приложение 2 – Пример оформления домашнего задания (без титульного листа)

Дано: Е = 100 В; R₁ = 5 Ом; R₂ = 15 Ом; R₃ = 40 Ом; R₄ = 35 Ом; R₅ = 85 Ом.

Найти: все неизвестные токи, используя законы Кирхгофа, метод контурных токов и метод узловых напряжений; составить баланс мощностей.

Решение:

Часть 1 – Расчет по законам Кирхгофа.

1) определяем топологию цепи

общее количество ветвей р^* = 3

количество ветвей с источниками тока р_ит = 0

количество ветвей с неизвестными токами р = (р^*– р_ит) = 3 – 0 = 3

количество узлов q = 2

количество независимых контуров n = p – (q – 1) = 3 – (2 – 1) = 2

2) составляем (q – 1) узловых уравнений по первому закону Кирхгофа

узел 2: –I₁ + I₂ + I₃ = 0

3) составляем n контурных уравнений по второму закону Кирхгофа

контур I: (R₁ + R₂)·I₁ + R₃·I₂ = Е

контур II: R₃·I₂ – (R₄ + R₅)·I₃ = 0

4) объединяем узловые и контурные уравнения в системе

5) представляем полученную систему уравнений в матричной форме A·X=F

, подставив численные значения, получаем

6) решение системы уравнений ищем в виде X = A^-1×F

А.

Часть 2 – Расчет методом контурных токов

1) определяем собственные и общие сопротивления

R₁₁ = R₁ + R₂ + R₃ = 5 + 15 + 40 = 60 Ом

R₂₂ = R₃ + R₄ + R₅ = 40 + 35 + 85 = 160 Ом

R₁₂ = R₁₂ = – R₃ = – 40 Ом

2) определяем контурные ЭДС

Е₁₁ = Е = 100 В

Е₂₂ = 0 В

3) составляем систему уравнений

и представляем ее в матричной форме , подставив численные значения, получаем .

4) ищем решение системы уравнений

А.

5) определяем неизвестные токи

I₁ = I₁₁ = 2 А

I₂ = I₁₁ – I₂₂ = 2 – 0.5 = 1.5 А

I₃ = I₂₂ = 0.5 А

Часть 3 – Расчет методом узловых напряжений

1) определяем собственные и общие проводимости

g₁₁ = См

2) определяем токи, обусловленные источниками энергии в цепи

J₁₁ = E/(R₁ + R₂) = 100/(5+15) = 5 А

3) составляем систему уравнений

g₁₁·U₁₀ = J₁₁, подставив численные значения получаем

U₁₀/12 = 5

4) ищем решение системы уравнений

U₁₀ = 60 В

5) определяем искомые токи

I₁ = (E – U₁₀)/(R₁+R₂) = (100 – 60)/(5+20) = 2 А

I₂ = U₁₀/R₃ = 60/40 = 1.5 А

I₃ =U₁₀/(R₄+R₅) = 60)/(35+85) = 0.5 А

Проверка

Осуществим проверку, составив баланс мощностей.

Мощность источников Р_и = Р_Е = Е·I₁ = 100·2 = 200 Вт.

Мощность потребителей Р_п = Р_R1 + Р_R2 + Р_R3 + Р_R4 + Р_R5 = R₁·I₁² + R₂·I₁² + R₃·I₂² + R₄·I₃² +

+ R₅·I₃² = 5·2² +15·2² +40·1.5² +35·0.5² +85·0.5² = 200 Вт.

Мощность источников равна мощности потребителей Р_и = Р_п = 200 Вт, следовательно, баланс мощностей сошелся.

Ответ: I₁ = 2 А, I₂ = 1.5 А, I₃ = 0.5 А.

Приложение 3 – Номера вариантов

№ вар.	Фамилия	Имя	Отчество
21	Горшкова	Оксана	Андреевна
22	Козлов	Александр	Валентинович
23	Копытов	Сергей	Михайлович
24	Матузин	Евгений	Игоревич
25	Петров	Виктор	Альбертович
26	Тальянов	Петр	Андреевич
27	Ястребова	Анна	Львовна

Приложение 4 – Пример оформления титульного листа отчета по лабораторной работе

Санкт-Петербургский государственный университет

информационных технологий, механики и оптики

Кафедра Электротехники и прецизионных электромеханических систем

О Т Ч Е Т

по лабораторной работе