Основы электротехники и радиоэлектроники

СОДЕРЖАНИЕ

1  ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И ПРЕДМЕТ ДИСЦИПЛИНЫ

Содержание дисциплины определено как «Курс по выбору», то есть является не обязательным для изучения. Однако, при подготовке специалистов по товароведению и экспертизе промышленных товаров возникает необходимость ознакомления студентов с основами электротехники и радиоэлектронике.

Цель изучения дисциплины:

—  Дать студентам основы знаний в области электротехнике и радиоэлектронике, необходимых для понимания принципа действия изделий электротехнической и электронной промышленности имеющих обращение на рынке как товаров народного потребления;

—  Познакомить студентов с основными электротехническими и электронными системными процессами и законами их функционирования;

—  Показать взаимосвязь между явлениями, развивающимися в электронных схемах и принципами их использования в изделиях промышленности.

Задачи дисциплины:

—  Раскрыть взаимосвязь между техническими характеристиками изделий и параметрами электронных схем;

—  Познакомить студентов с методами определения количественных характеристик элементов электронных схем;

—  Научить студентов пользоваться измерительными приборами и установками при нахождении численных значений величин токов, напряжений, сопротивлений на отдельных участках электронных схем;

—  Выработать навыки самостоятельной оценки номинальных и экстремальных значений параметров.

Предметом дисциплины является изучение электротехнических и электронных устройств, принципов их функционирования, изучение технических параметров электронных схем, являющихся показателями качества изделий.

2  ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Электротехника и радиоэлектроника являются техническими дисциплинами, изучающими явления и процессы, протекающие в электронных схемах. Эти явления и процессы используются в основе создания различных изделий, имеющих обращение на рынке в качестве товаров народного потребления.

Поэтому курс основ электротехнике и радиоэлектроники связан с такими дисциплинами, как товароведение и экспертиза товаров. Несмотря, но то, что дисциплина относится к «курсу по выбору», изучение ее представляется важным для специалистов – товароведов.

В результате изучения дисциплины, специалисты должны:

—  Иметь представления об основных процессах и явлениях, развивающихся в электронных схемах;

—  Знать устройство и принцип действия элементов электронных схем, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, полупроводниковых диодов и транзисторов;

—  Разбираться в методах получения, обработки и передачи информации по каналам связи;

—  Знать и уметь использовать методы определения параметров электронных схем и элементов их составляющих;

—  Иметь представление о цифровой обработке информации с помощью микропроцессов;

—  Иметь представление о канальной, сотовой мобильной связи.

3  ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1  Форма обучения очная

3.2  Распределение часов по темам и видам учебной работы.

Форма обучения очная

4  СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Раздел 1 Электротехника

Тема 1 Основные понятия переменного тока

Получение переменного однофазного и трехфазного тока. Параметры тока: мгновенное и действующее значение тока. Фаза тока. Сдвиг фаз между током и напряжением. Линейные и фазные токи, напряжение. Связь линейных и фазных напряжений. Частота тока.

Тема 2 Однофазные электрические цепи

Цепи с активным, индуктивным и емкостным сопротивлением. Резонанс цепи переменного тока. Мощность цепи. Коэффициент мощности.

Тема 3 Преобразование электрической энергии

Трансформаторы. Формула ЭДС трансформатора. Коэффициент трансформации. Выпрямители переменного тока.

Тема 4 Электрические машины

Двигатели и генераторы постоянного и переменного тока. Обратимость электрических машин. Синхронные, асинхронные и коллекторные машины. Управление электроприводом.

Раздел 2 Основы электроники

Тема 5 Электронные приборы

Электронные лампы, газоразрядные приборы, полупроводниковые приборы. Диоды, транзисторы, тиристоры, полевые приборы.

Тема 6 Электронные схемы

Усилители, генераторы, выпрямители. Обратная связь в электронных схемах.

Тема 7 Принципы передачи радиоволн

Модуляция, детектирование. Виды модуляции. AM; FM – связь. Канальная связь. Сотовые мобильные системы.

Раздел 3 Основы цифровой электроники

Тема 8 Интегральные микросхемы

Логические схемы: счетчики, регистры, сумматоры. Арифметические логические устройства. Шины передачи цифровой информации. Шинные контроллеры.

Тема 9 Микропроцессоры и микро ЭВМ

Персональный компьютер. Устройства ввода, вывода, отображение информации. Память ЭВМ. Устройства управления компьютером.

5  ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ И СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

Раздел 1 Электротехника

Тема 1 Переменный электрический ток (семинарское занятие)

Вопросы к теме:

1 Получение переменного тока

2 Параметры тока: мгновенное и действующее значение, фаза тока, сдвиг фаз

3 Однофазные цепи с активным, индуктивным, емкостным сопротивлением. Резонанс

4 Активная, реактивная и полная мощность тока. Коэффициент мощности

5 Трансформаторы, выпрямители переменного тока

6 Электрические машины переменного и постоянного тока.

Раздел 2 Основы электроники

Тема 5 Электронные приборы

Вопросы к теме:

1  Вакуумные и газоразрядные приборы

2  Полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, тиристоры

3  Полевые приборы: туннельные диоды, МПО – транзисторы

Тема 6 Электронные схемы

Вопросы к теме:

1  Электронные усилители

2  Генераторы сигналов

3  Выпрямители

Тема 7 Принципы передачи информации

Вопросы к теме:

1  Модуляция и детектирование

2  AM; FM – связь

3  Канальная связь

4  Сотовые мобильные системы связи

Раздел 3 Основы цифровой электроники

Тема 8 Интегральные схемы

Вопросы к теме:

1  Логические схемы, счетчики, регистры, сумматоры

2  Арифметико-логические устройства

3  Шины передачи данных

4  Управление шинами данных

Тема 9 Микропроцессоры

Вопросы к теме:

1  Блок-схема персонального компьютера

2  Устройства ввода, вывода, отображения информации

3  Память компьютера

4  CDROM, CDPAM

5  Операционная система

6  ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

7  ЗАНЯТИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

8  ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ

1  Преимущества производства и распределения электроэнергии в виде переменного трехфазного электрического тока

2  Преобразование электроэнергии в тепловую энергию в приборах бытового значения

3  Токовая нагрузка проводов и защита от нагрузок

4  Мощность переменного тока и потери электроэнергии. Повышение коэффициента мощности

5  Резонанс в целях переменного тока и его роль в безопасности энергоснабжения

6  Трансформаторы переменного тока; их виды и технические характеристики

7  Асинхронные двигатели переменного тока, их преимущества и недостатки, возможности применения в электроприводе бытовой техники

8  Синхронные двигатели переменного тока, их применение в бытовых приборах

9  Коллекторные двигатели, их типы и способы управления

10  Устройства управления в цепях переменного тока: реле, пускатели, устройства защиты от перегрузок

11  Электронные лампы с электростатическим и магнитным управлением: электроннолучевые трубки, магнетроны

12  Газоразрядные приборы: тиратроны, стабилитроны, сигнальные лампы, плазменные панели

13  Полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, светодиоды, фотодиоды

14  Электронные усилители, их применение в бытовой аудио и видеотехнике

15  Электронные генераторы, их применение в устройствах звуковой охранной сигнализации

16  Интегральные микросхемы, их применение в устройствах автоматики и управления бытовыми приборами

17  Канальная цифровая связь. Принципы и стандарты мобильной связи

18  Принципы цифровой обработки информации: регистры, счетчики, сумматоры, шины данных

19  Микропроцессоры. Интерфейсы микропроцессоров

20  Запоминающие устройства цифровой техники

21  Микро ЭВМ, их применение в робототехнике и автоматике

9  ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ

1 Переменный электрический ток. Параметры тока: мгновенное, амплитудное, и действующее значение, фаза тока, сдвиг фаз.

2 Закон для цепей переменного тока. Полное сопротивление цепи.

3 Однофазные цепи переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлением.

4 Векторные диаграммы цепи при последовательном соединении реактивных элементов.

5 Векторные диаграммы цепи при параллельном соединении реактивных элементов.

6 Векторные диаграммы цепи при смешанном соединении реактивных элементов.

7 Резонанс токов и напряжений в цепях переменного тока

8 Активная, реактивная и полная мощность тока. Коэффициент мощности.

9 Трехфазные цепи переменного тока. Соединения фаз звездой и треугольником. Соотношения между линейными и фазными напряжениями.

10  Мощность трехфазной цепи.

11  Схемы соединения осветительной и силовой нагрузок трехфазной сети.

12  Соединение потребителей в звезду. Назначение нейтрального провода.

13  Соединение потребителей в треугольник.

14  Устройство и принципы действия однофазного трансформатора. Формула ЭДС. Коэффициент трансформации.

15  Режим холостого хода трансформатора.

16  Работа трансформатора под нагрузкой.

17  Трехфазные трансформаторы.

18  Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

19  Электрические двигатели переменного тока. Тапы двигателей.

20  Синхронные и асинхронные двигатели. Сравнительные характеристики.

21  Реверсирование двигателей переменного тока.

22  Коллекторные двигатели. Преимущества и недостатки.

23  Электропривод. Выбор двигателей и схем управления.

24  Выбор мощности двигателя для длительной переменной нагрузки.

25  Выбор мощности двигателя для кратковременного режима работы.

26  Выбор мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы.

27  Устройства включения и защиты в цепях переменного тока: реле, пускатели и т. п.

28  Защита проводов электрических линий от токов короткого замыкания и перегрузок.

29  Выбор сечений проводов для электрических сетей.

30  Электронные лампы. Основные типы. Устройство и принцип действия. Электронно-лучевые трубки.

31  Газоразрядные приборы. Устройство и принцип действия. Основные типы: патроны, стабилизаторы, индикаторы, плазменные панели.

32  Полупроводниковые приборы. Основные типы: диоды, транзисторы, тиристоры.

33  Вольтамперные характеристики полупроводниковых приборов.

34  Фотодиоды, фототранзисторы. Их применение в системах охранной сигнализации.

35  Светодиоды, полупроводниковые лазеры. Их применение как средств сигнализации.

36  Электронные выпрямители однофазного и трехфазного тока. Основные типы: однополупериодные, двухполупериодные.

37  Фильтры для снижения пульсаций тока в выпрямителях.

38  Электронные усилители сигналов. Н4, В4 – усилители. Роль и назначение обратной связи в усилителях.

39  Электронные генераторы. Основные типы: LC – генератор, RC – генератор, триггер.

40  Усилители постоянного тока.

41  Радиоволновая связь. Модуляция и детектирование волн. Принципы канальной и сотовой мобильной связи.

42  Интегральные схемы микроэлектроники. Логические интегральные схемы.

43  Принцип цифровой обработки информации. Перевод аналогового сигнала в цифровую форму. Компараторы.

44  Устройства цифровой электроники: счетчики, сумматоры, регистры, цифровая память.

45  Устройства цифровой передачи информации. Шины данных. Шинные контроллеры.

46  Цифровая память на микросхемах.

47  Дисковая память. CDROM, CDPAM.

48  Микропроцессоры. Интерфейсы ввода и вывода информации.

49  Шины данных. Компьютерные сети.

50  Операционные системы. Блок-схема микро ЭВМ.

10  УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

10.1  Литература

Основная

1  Бондарь, И. М. Электротехника и электроника [Текст]: учеб. Пособ. — М.: ИКЦ «МарТ», 2005.-335с.

2  Евдоксиков, Ф. Е. Общая электротехника [Текст]: учебник. — М.: Высшая школа, 2004.-278с.

3  Сиднеев, Ю. Г. Электротехника с основами электроники [Текст]: учебник. — Ростов Дон.: Феникс, 2005.-232с.

Дополнительная

1  Данилов, И. А. Общая электротехника с основами электроники [Текст]: учебник / И. А. Данилов, П. М. Иванов. — М.: Высшая школа, 1989.-816с.

Рекомендуемая

1  Жаворонков, М. А. Электротехника и электроника [Текст]: учебное пособие. — М.: Академия, 2005.- 281с.

2  Рекус, Г. Г. Основы электротехники и электроники в задачах с решениями [Текст]: М.: Высшая школа, 2005.-312с.

10.2  Методическое обеспечение

1  Судаков, В. И. Физические основы электроники полупроводников [Текст]: методич. указания / В. И. Судаков, М. Н. Сидоров.- Кемерово.: КемТИПП, 1993.-75с.

10.3  Материально-техническое обеспечение

1  Стенд для изучения теплового действия переменного тока

2  Стенд для снятия вольтамперных характеристик транзистора

3  Установка для изучения температурной зависимости полупроводников

4  Стенд для изучения работы полупроводникового усилителя низкой частоты

5  Телевизионная система для лекционных и факультативных демонстраций телефильмов

6  Кассеты с телефильмами (3 часа) по электротехнике и электронике