Тема 1.1. Электрическое поле

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Методические указания

по изучению курса

Егорьевск 2005

УДК 621.3

ББК 31.2+32.85+74.263

Н 13

Рекомендуется редсоветом ЕАТК ГА им. В.П.Чкалова

в качестве методических указаний

для курсантов спец. 2404(160902), 1703(160901)

Рецензент В.И.Федоров

Т.И.Набиркина

Н 13 Электротехника и электроника. Методические указания по изучению курса. - Егорьевск: ЕАТК ГА им. В.П.Чкалова, 2005. - 58 с.

Предназначены для учащихся заочного отделения спец. 2404(160902), 1703(160901).

Татьяна Ильинична Набиркина

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Методические указания

по изучению курса

Зав. РИО Л.Н.Семенова

Подписано в печать 26.05.2005

Ризография

Формат 60х84 1/16. Усл.печ.л. 3,37. Уч.-изд.л. 4,14

Тираж 100 экз. Заказ 40-1-05

ЕАТК ГА им. В.П.Чкалова

Владимирская, 2, Егорьевск, М.О., 140303,

ã Егорьевский авиационный технический колледж ГА им. В.П.Чкалова, 2005

ã Т.И.Набиркина, 2005

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Электротехника и электроника» имеет цель:

- дать знания по теории электрических и магнитных цепей постоянного и переменного тока;

- привить навыки по проведению экспериментальных исследований и использованию методов расчета электрических и магнитных цепей;

- дать знания по конструкции, принципу действия, технической эксплуатации трансформаторов, электрических машин постоянного и переменного тока; научить рассчитывать их основные параметры;

- дать знания по конструкции и принципу работы электронных приборов.

Дисциплина «Электротехника и электроника» является общепрофессиональной, устанавливающей базовые знания для изучения специальных дисциплин.

В результате изучения дисциплины учащиеся должны

иметь представление:

- о роли и месте знаний по дисциплине при освоении основной профессиональной деятельности; основные сведения об интегральных схемах микроэлектроники, микропроцессорах и микро-ЭВМ;

знать:

- основные электрические и магнитные явления, используемые в электротехнической практике;

- характеристики электрических и магнитных полей, электрических цепей постоянного и переменного токов;

- методы расчета простейших электрических и магнитных цепей;

- назначение, основные характеристики электроизмерительных приборов, трансформаторов, электрических машин постоянного и переменного токов, электрических и магнитных элементов автоматики;

- простейшие методы электрических измерений;

- схемы, элементы, устройство электровакуумных, полупроводниковых, фотоэлектронных приборов, узлов и блоков электронной аппаратуры (выпрямителей, стабилизаторов, усилителей, генераторов и др.);

уметь:

- производить расчет и исследование несложных линейных электрических цепей постоянного и переменного тока;

- практически измерять электрические величины;

- производить сборку электрических цепей;

- определять режимы работы трансформаторов и электрических машин.

По дисциплине выполняются две контрольные работы. Изучение предмета заканчивается экзаменом.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов и тем Количество часов
всего лабор. раб.
Введение Раздел 1. Электротехника Тема 1.1. Электрическое поле Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока Тема 1.3. Электрические цепи однофазного переменного тока Тема 1.4. Электрические цепи трехфазного переменного тока Тема 1.5. Электромагнетизм. Магнитные цепи Тема 1.6. Трансформаторы Тема 1.7. Электрические машины постоянного тока Тема 1.8. Электрические машины переменного тока Тема 1.9. Основы электропривода Тема 1.10. Электрические измерения Тема 1.11. Передача и распределение электрической энергии         -   -       - - -   -
Итого по разделу 1
Раздел 2. Электроника Тема 2.1. Электронные приборы Тема 2.2. Полупроводниковые приборы Тема 2.3. Фотоэлектронные приборы Тема 2.4. Электронные выпрямители Тема 2.5. Электронные усилители Тема 2.6. Электронные генераторы и измерительные приборы Тема 2.7. Интегральные схемы микроэлектроники Тема 2.8. Микропроцессоры и микроЭВМ Тема 2.9. Электронные устройства в автоматике и вычислительной технике         - -   - - -   -
Итого по разделу 2 Всего

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высшая школа, 1989.

2. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. Учебник для энергетических и электротехнических специальностей техникумов М.: Высшая школа, 1998.

3. Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. Учебник для техникумов. М.: Энергия, 1987.

4. Рекус Г.Г., Белоусов А. И. Сборник задач по электротехнике и основам электроники. М.: Высшая школа, 1991.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Введение

Электрическая энергия, ее передача и распределение. Основные этапы развития отечественной электроэнергетики.

Значение электроники для создания средств управления, автоматизации и контроля сложных производственных процессов в различных отраслях народного хозяйства.

Основное содержание предмета «Электротехника и электроника». Значение электротехнической подготовки для освоения новой техники и прогрессивной технологии.

Раздел 1. Электротехника

Тема 1.1. Электрическое поле

Понятие об электрическом поле. Энергия электрического поля. Электрическое поле в диэлектрике и полупроводнике. Конденсатор, его заряд и электрическая емкость. Электрический пробой. Электроизоляционные материалы.

Задачи и вопросы для самопроверки

1. Какое поле называют электростатическим?

2. Что такое напряженность электрического поля? Имеет ли эта величина направление?

3. В каких единицах выражают напряженность электрического поля?

4. Что называют напряжением между двумя точками поля? Приведите связь между напряженностью поля и напряжением.

5. Можно ли считать водный раствор щелочи проводником второго рода? Для каких проводников характерна электронная электропроводность?

6. Каким зарядом обладает конденсатор емкостью 2 мкФ, если напряжение между его пластинами равно 100 В? Ответ: Кл.

7. Напишите формулу для емкости плоского конденсатора. Как изменится его емкость, если одновременно уменьшить площадь пластин в 2 раза, а расстояние между ними в 3 раза? Ответ: увеличится в 1,5 раза.

8. Определите емкость плоского конденсатора, если площадь его пластин равна 0,001 м2, расстояние между пластинами 0,1 мм, а относительная диэлектрическая проницаемость 7,0. Ответ: Ф.

9. Определите энергию, запасенную в конденсаторе емкостью 10 мкФ при напряжении на пластинах 100 В. Ответ: 0,05 Дж.

10. Три конденсатора емкостью 3, 6 и 2 мкФ соединили сначала параллельно, а затем последовательно. Во сколько раз изменилась их общая емкость? Ответ: в 11 раз.

11. Поясните явление поляризации диэлектрика. Почему поляризованные атомы ослабляют внешнее поле?

12. Перечислите основные типы диэлектриков: газообразных, жидких и твердых. Какие из них используются в электрических аппаратах и электрических машинах?

Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока

Электрический ток в металлах, его направление. Источники питания. Электрическая цепь, ее основные элементы и условные обозначения, применяемые на схемах. Сила и плотность тока, единицы измерения. Электродвижущая сила источника и напряжение на его элементах. Энергия и мощность электрической цепи, баланс мощностей. Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление и проводимость. Удельное сопротивление и удельная проводимость. Резистор. Зависимость сопротивления от температуры. Закон Ома для всей цепи. Режимы работы цепи: холостой ход, короткое замыкание, переменная нагрузка.

Преобразование электрической энергии в теплоту. Закон Джоуля-Ленца. Нагрев проводов. Предельно допустимый (номинальный) ток в проводе. Плавкие предохранители. Выбор сечения провода в зависимости от допускаемого тока. Основные проводниковые материалы.

Последовательное, параллельное и смешанное соединения резисторов. Потеря напряжения в проводах линий электропередачи и допустимые ее значения. Первый закон Кирхгофа. Второй закон Кирхгофа, его применение. Понятие о расчете сложных цепей. Работа источника в режиме генератора и потребителя.