Теоретичні основи електротехніки 1

Мета вивчення дисципліни:
придбання здобувачами знань з теоретичних основ електротехніки, формування у здобувачів узагальненого уявлення про електромагнітні явища, вироблення здатності розуміти суть різних електричних та магнітних процесів, навчання студентів якісному та кількісному аналізу електромагнітних процесів в різних пристроях із залученням сучасних засобів обчислювальної техніки.
Практичне значення та використання отриманих знань:
навчальна дисципліна є базовою для підготовки з усіх електротехнічних спеціальностей. Вона надає здобувачам глибокі знання про принципи роботи електричних систем та пристроїв. Ці знання необхідні для проектування, ремонту та підтримки електричних мереж, електромеханічних пристроїв, а також для розуміння сучасних технологій, що використовують електричну енергію.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. "Елементи електричних кіл та їх властивості"
Лекція 2. "Ідеальні елементи електричних кіл. Основні топологічні поняття"
Лекція 3. "Основні закони електричних кіл – закони Кірхгофу"
Лекція 4. "Кола постійного струму. Розрахунок за допомогою рівнянь Кірхгофу"
Лекція 5. "Еквівалентні перетворення електричних кіл"
Лекція 6. "Метод контурних струмів"
Лекція 7. "Метод вузлових напруг"
Лекція 8. "Метод еквівалентного генератора"
Лекція 9. "Потужність в колах постійного струму. Баланс потужностей"
Лекція 10. "Принцип накладання та метод накладання"
Лекція 11. "Основні поняття кіл змінного синусоїдального струму"
Лекція 12. "Комплексні числа. Представлення синусоїд комплексними числами"
Лекція 13. "Ідеальні пасивні елементи в колах змінного синусоїдального струму"
Лекція 14. "Розрахунок кіл змінного синусоїдального струму"
Лекція 15. "Потужність в колах змінного синусоїдального струму. Баланс потужності"
Лекція 16. "Резонанс в електричних колах. Послідовний резонанс"
Лекція 17. "Резонанс в електричних колах. Паралельний резонанс"
Лекція 18. "Основні поняття кіл з магнітними зв’язками"
Лекція 19. "Розрахунок магнітнозв’язаних кіл за допомогою рівнянь Кірхгофу"
Лекція 20. "Розрахунок магнітнозв’язаних кіл методом контурних струмів"
Лекція 21. "Еквівалентні перетворення магнітнозв’язаних кіл"
Лекція 22. "Трифазні електричні кола. Основні поняття"
Лекція 23. "Розрахунок трифазних кіл"
Лекція 24. "Кола несинусоїдального струму. Ряди Фур'є"
Лекція 25. "Розрахунок несинусоїдальних кіл"
Лекція 26. "Потужність в колах несинусоїдального струму"
Лекція 27. "Теорія чотириполюсників. Визначення параметрів"
Лекція 28. "Теорія чотириполюсників. Характеристичні опори чотириполюсника"
Лекція 29. "Теорія чотириполюсників. Схеми заміщення чотириполюсників"
Лекція 30. "Теорія чотириполюсників. Схеми з’єднання чотириполюсників"

Практичні заняття
Практичне заняття № 1. Основні поняття електричних кіл. Простіші розрахунки.
Мета заняття: Засвоїти властивості ідеальних елементів електричних кіл та навчитися використовувати на практиці співвідношень між їх струмами та напругами.
Практичне заняття № 2. Закони Кірхгофу
Мета заняття: навчитися використовувати закони Кірхгофу для розрахунків електричних кіл.
Практичне заняття № 3. Методи розрахунку електричних кіл: метод контурних струмів та метод вузлових напруг
Мета заняття: навчитися використовувати метод контурних струмів та метод вузлових напруг для розрахунку електричних кіл
Практичне заняття № 4. Розрахунок електричних кіл методом еквівалентного генератора.
Мета заняття: навчитися використовувати метод еквівалентного генератора для розрахунку електричних кіл.
Практичне заняття № 5. Розрахунок кіл змінного синусоїдального струму.
Мета заняття: навчитися використовувати методи розрахунку електричних кіл в режимі змінного синусоїдального струму.
Практичне заняття № 6. Розрахунок магнітнозв’язаних кіл
Мета заняття: навчитися розраховувати електричні режими в колах при наявності магнітних зв’язків.
Практичне заняття № 7. Розрахунок трифазних електричних кіл.
Мета заняття: навчитися розраховувати та аналізувати режими роботи трифазних кіл.
Практичне заняття № 8. Розрахунок кіл змінного несинусоїдального струму.
Мета заняття: навчитися проводити розрахунки гармонічних складових в колах несинусоїдального струму.
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1. Робота № 1М. Складання схем та простіші вимірювання в середовищі MULTISIM. Моделювання.
Мета заняття: Навчитися працювати в середовищі MULTISIM та проводити моделювання режимів роботи простіших електричних кіл.
Лабораторне заняття № 2. Робота № 1М. Складання схем та простіші вимірювання в середовищі MULTISIM. Розрахунки та підготовка звіту
Мета заняття: здобуття навичок практичного використання стандартів оформлення конструкторської документації при виконання дослідницьких робіт
Лабораторне заняття № 3. Робота № 2М. Використання законів Кірхгофу для аналізу електричних кіл постійного струму. Моделювання.
Мета заняття: навчитися моделювати та аналізувати режими роботи електричних кіл з використанням законів Кірхгофу.
Лабораторне заняття № 4. Робота № 3М. Еквівалентні перетворення електричних кіл постійного струму.
Мета заняття: детально ознайомитися з методологією еквівалентних перетворень за допомогою MULTISIM
Лабораторне заняття № 5. Розрахунки по роботам 2М та 3М із підготовкою звіту
Мета заняття: здобуття навичок практичного використання стандартів оформлення конструкторської документації при виконання дослідницьких робіт
Лабораторне заняття № 6. Робота № 6М. Використання законів Кірхгофу для аналізу електричних кіл змінного синусоїдального струму. Моделювання
Мета заняття:
Лабораторне заняття № 7. Робота № 6М. Використання законів Кірхгофу для аналізу електричних кіл змінного синусоїдального струму. Розрахунки та підготовка звіту.
Мета заняття: здобуття навичок практичного використання стандартів оформлення конструкторської документації при виконання дослідницьких робіт Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Установча лекція 1. "Структура курсу. Знайомство із методами розрахунку кіл постійного струму".
Установча лекція 2. «Знайомство із методами розрахунку кіл змінного синусоїдального струму»
Практичні заняття
Практичне заняття № 1. Розрахунки кіл постійного струму
Мета заняття: отримати навички розрахунку кіл постійного струму
Практичне заняття № 2. Розрахунки кіл змінного синусоїдального струму
Мета заняття: отримати навички розрахунку кіл змінного синусоїдального струму
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття № 1. Робота № 1М. Складання схем та простіші вимірювання в середовищі MULTISIM.
Мета заняття: Навчитися працювати в середовищі MULTISIM та проводити моделювання режимів роботи простіших електричних кіл. Індивідуальна робота
Курсова робота (для здобувачів очної та заочної форм навчання)
Мета курсової роботи – закріплення знань з основних положень теорії електричних кіл постійного та змінного синусоїдального струмів та їх дослідження в різних умовах роботи.
Здобувач отримує завдання на першому практичному занятті.
Пояснювальна записка містить 20-25 сторінок Кількість розділів – 3. Графічна частина – немає.
Змістовна послідовність виконання роботи.
Частина 1. Аналіз електричних кіл постійного струму
1.1 Розрахувати струми в усіх гілках методом рівнянь Кірхгофу.
1.2 Розрахувати струми в усіх гілках методом контурних струмів;
1.3 Розрахувати струми в усіх гілках методом вузлових напруг;
1.4 Перевірити правильність розрахунку струмів склавши рівняння балансу потужностей;
1.5 Розрахувати струм у вказаній в таблиці варіантів гілці методом еквівалентного генератора;
1.6 Перетворити задану схему на триконтурну;
1.7 Розрахувати струми в гілках перетвореної схеми методом рівнянь Кірхгофу.
1.8 Порівняти між собою струми в гілках, що не зачеплені перетвореннями
Частина 2. Аналіз електричних кіл змінного синусоїдального струму
2.1 Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом рівнянь Кірхгофу.
2.2 Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом контурних струмів.
2.3 Розрахувати миттєві значення струмів в колі методом вузлових напруг.
2.4 Перевірити виконання балансу потужності.
2.5 Зробити висновки по роботі
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру. Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 1 практичне завдання.
Обсяг відповіді на практичне питання: не менше, ніж 5 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Практичне завдання. Розрахунок трифазного електричного кола
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць
до початку сесії. Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 5-ти індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання кожного індивідуального поточного завдання оцінюється у 3 бали;
2) Захисту лабораторних робіт. Захист проводиться на підставі оформлених звітів по кожній роботі. Сумарний бал по захисту лабораторних робіт становить 10 балів.
3) Двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 25 балів.
4) Курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 40 балів. Захист роботи – 60 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 50 балів. При її захисті студент може отримати до 50 балів.
Захист курсової роботи. Бездоганне виконання курсової роботи оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.