МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Электроника и электротехника

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра информационной безопасности
Направление подготовки19.03.01. Биотехнология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план19_03_01_Биотех-1-2019
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 50
самостоятельная работа 58
Виды контроля по семестрам
зачеты: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 15
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 22 22 22 22
Лабораторные 18 18 18 18
Практические 10 10 10 10
Сам. работа 58 58 58 58
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
ст. преподаватель, Матвеев С.И.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н, доцент, Рудер Д.Д

Рабочая программа дисциплины
Электроника и электротехника

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 19.03.01 БИОТЕХНОЛОГИЯ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 11.03.2015г. №193)

составлена на основании учебного плана:
19.03.01 Биотехнология
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра информационной безопасности

Протокол от 05.06.2019 г. № 10-2018/19
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Поляков В.В.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра информационной безопасности

Протокол от 05.06.2019 г. № 10-2018/19
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Поляков В.В.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.формирование у будущих специалистов системы знаний по теории электромагнитного поля и ее прикладного применения для создания, передачи, преобразования и распределения электроэнергии и информации, для решения проблем электротехники, электромеханики, электротехнологии, биотехнологии, электроники, автоматики, управления, измерительной, вычислительной и информационной техники.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.Б

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3 способностью использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы
ПК-11 готовностью использовать современные информационные технологии в своей профессиональной области, в том числе базы данных и пакеты прикладных программ
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.основные принципы физико-технических методов анализа;
иметь представление о назначении и работе структурных блоков аналитических приборов;
фундаментальные законы теории электромагнитного поля и электрических цепей;
электротехническую терминологию и символику;
методы расчета электрических цепей и электромагнитных полей;
основы современных компьютерных технологий, измерительной и вычислительной техники в области биотехнологии
3.2.Уметь:
3.2.1.применять теоретические знания к расчету, анализу, диагностике и синтезу электрических и магнитных цепей, электрических машин и электронных устройств;
проводить расчеты процессов и аппаратов с использованием экспериментальных и справочных данных;
экспериментально исследовать электрические и магнитные цепи и электронные схемы
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.по использованию современных измерительных электроприборов при экспериментальных исследованиях;
методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента;
методологией получения и обработки результатов в области биотехнологии с помощью измерительной и вычислительной техники, а также современных информационных технологий

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Электроизмерительные приборы
1.1. Основные термины. Классификация средств измерений электрических величин. Общие свойства электроизмерительных приборов (ЭИП). Приборы магнитоэлектрической, электромаг-нитной, электродинамической, ферродинамической систем. Включение приборов в электрические цепи Лекции 5 2 Л1.1, Л2.1
1.2. Знакомство с электроизмерительными приборами Лабораторные 5 4 Л1.1, Л2.1
1.3. Знакомство с электроизмерительными приборами Сам. работа 5 7 Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Линейные и нелинейные цепи постоянного тока
2.1. Введение. Определение линейных и нелинейных электрических цепей. Элементы электри-ческой цепи, активные и пассивные элементы. Источник ЭДС и источник тока. Разветвленные и неразветвленные электрические цепи. Основные законы электрической цепи. Основные определе-ния, относящиеся к электрической схеме, анализ и синтез электрических цепей. Методы анализа электрических цепей. Расчет цепи при помощи законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Метод наложения. Метод двух узлов. Преобразование звезды в эквивалент-ный треугольник и обратное преобразование. Метод холостого хода и короткого замыкания. По-тенциальная диаграмма Лекции 5 4 Л1.1, Л2.1
2.2. Исследование сложной разветвленной цепи постоянного тока Лабораторные 5 4 Л1.1, Л2.1
2.3. Исследование сложной разветвленной цепи постоянного тока Сам. работа 5 5 Л1.1, Л2.1
2.4. Исследование нелинейных цепей постоянного тока Сам. работа 5 5 Л1.1, Л2.1
2.5. Введение. Определение линейных и нелинейных электрических цепей. Элементы электрической цепи, активные и пассивные элементы. Источник ЭДС и источник тока. Разветвленные и неразветвленные электрические цепи. Основные законы электрической цепи. Основные определения, относящиеся к электрической схеме, анализ и синтез электрических цепей. Методы анализа электрических цепей. Расчет цепи при помощи законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Метод узловых потенциалов. Метод наложения. Метод двух узлов. Преобразование звезды в эквивалентный треугольник и обратное преобразование. Метод холостого хода и короткого замыкания. Потенциальная диаграмма. Практические 5 4 Л1.1, Л2.1
Раздел 3. Линейные электрические цепи синусоидального тока
3.1. Принцип создания синусоидальной ЭДС. Синусоидальный ток и основные характеризую-щие его величины и значения. Изображение синусоидально изменяющихся величин векторами на комплексной плоскости. Векторная диаграмма. Общая характеристика цепей переменного тока, синусоидальный ток в активном сопротивлении. Синусоидальный ток в емкости. Последователь-ное соединение. Параллельное соединение. Мощности в цепи синусоидального тока. Синусоидальный ток в индуктивности. Треугольники сопротивлений, проводимостей, токов, напряжений и мощностей. Математические операции с простыми гармоническими функциями. Геометрический метод. Топографическая диаграмма. Передача энергии. Резонанс и частотные характеристики. Анализ резонансных режимов. Частотные характеристики. Передаточная функция цепи Лекции 5 4 Л1.1, Л2.1
3.2. Исследование неразветвленной цепи однофазного переменного тока Лабораторные 5 4 Л1.1, Л2.1
3.3. Исследование неразветвленной цепи однофазного переменного тока Сам. работа 5 4 Л1.1, Л2.1
3.4. Исследование разветвленной цепи однофазного переменного тока Лабораторные 5 4 Л1.1, Л2.1
3.5. Исследование разветвленной цепи однофазного переменного тока Сам. работа 5 4 Л1.1, Л2.1
3.6. Принцип создания синусоидальной ЭДС. Синусоидальный ток и основные характеризующие его величины и значения. Изображение синусоидально изменяющихся величин векторами на комплексной плоскости. Векторная диаграмма. Общая характеристика цепей переменного тока, синусоидальный ток в активном сопротивлении. Синусоидальный ток в емкости. Последовательное соединение. Параллельное соединение. Мощности в цепи синусоидального тока. Синусоидальный ток в индуктивности. Треугольники сопротивлений, проводимостей, токов, напряжений и мощностей. Математические операции с простыми гармоническими функциями. Геометрический метод. Топографическая диаграмма. Передача энергии. Резонанс и частотные характеристики. Анализ резонансных режимов. Частотные характеристики. Передаточная функция цепи Практические 5 4 Л1.1, Л2.1
Раздел 4. Трехфазные цепи
4.1. Принцип создания многофазной системы ЭДС. Многофазные цепи. Основные схемы соединения трехфазных цепей. Мощность трехфазной цепи. Симметричные и несимметричные цепи. Расчет симметричных и несимметричных трехфазных цепей. Вращающееся магнитное поле Лекции 5 4 Л1.1, Л2.1
4.2. Исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников звездой Лабораторные 5 2 Л1.1, Л2.1
4.3. Исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников звездой Сам. работа 5 5 Л1.1, Л2.1
4.4. Исследование трехфазной электрической цепи при соединении приемников треугольником Сам. работа 5 4 Л1.1, Л2.1
4.5. Принцип создания многофазной системы ЭДС. Многофазные цепи. Основные схемы соединения трехфазных цепей. Мощность трехфазной цепи. Симметричные и несимметричные цепи. Расчет симметричных и несимметричных трехфазных цепей. Вращающееся магнитное поле. Практические 5 2 Л1.1, Л2.1
Раздел 5. Магнитные цепи
5.1. Основные величины, характеризующие магнитное поле. Элементы теории ферромагнетиз-ма. Магнитодвижущая сила. Магнитные цепи и их разновидности. Падение магнитного напряже-ния. Законы Кирхгофа для магнитной цепи. Методы расчета магнитных цепей. Электромагнитная индукция и механические силы в магнитном поле. Явления электромагнитной индукции, самоин-дукции и ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Явление взаимоиндукции. ЭДС взаимоиндукции. Потери на гистерезис. Механические силы в магнитном поле. Правило Ленца. Лекции 5 4 Л1.1, Л2.1
5.2. Рассчет магнитных цепей Сам. работа 5 8 Л1.1, Л2.1
Раздел 6. Трансформаторы
6.1. Назначение и принцип действия трансформатора. Основные соотношения в идеальном трансформаторе. Уравнения напряжений и векторная диаграмма реального трансформатора. Схемы замещения трансформатора. Мощность потерь и КПД трансформатора. Лекции 5 2 Л1.1, Л2.1
6.2. Измерительные трансформаторы Сам. работа 5 8 Л1.1, Л2.1
Раздел 7. Асинхронные машины
7.1. Общие сведения. Устройство асинхронного двигателя. Получение вращающегося магнитного потока. Принципы действия. Механическая характеристика. Пуск и регулирование скорости. Пусковые свойства двигателя Лекции 5 2 Л1.1, Л2.1
7.2. Испытание асинхронных двигателей Сам. работа 5 8 Л1.1, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Задания к зачету согласно Приложению
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Письменные работы согласно Приложению
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Практические задания согласно Приложению

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. В 2 т. Том 1. Электрические цепи: Учебник для академического бакалавриата М. : Издательство Юрайт, 2019 // ЭБС Юрайт biblio-online.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Крутов А.В., Кочетова Э.Л., Гузанова Т.Ф. Теоретические основы электротехники: Учебное пособие Минск : РИПО, 2016 // ЭБС "Университетская библиотека online" biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека.
Э2 www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека.
Э3 www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека.
Э4 www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека.
Э5 www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ».
Э6 www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Э7 www.intuit.ru/ Образовательный сайт
Э8 www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы
Э9 www.osp.ru/ Журнал «Открытые системы»
Э10 www.ihtika.lib.ru/ Библиотека учебной и методической литературы
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная);
Microsoft Office 2010 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная).
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
406К лаборатория электротехники и электроники, лаборатория в области электротехники, электроники и схемотехники - учебная аудитория для проведения занятий всех видов (дисциплинарной, междисциплинарной и модульной подготовки), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; учебно-лабораторные стенды – 6 штук. Контрольно-измерительная аппаратура для измерения частотных свойств, форм и временных характеристик сигналов: осциллограф цифровой АСК-2062 – 5 шт; осциллограф С1-73; частотомер Ч3-34А; частотомер Ч3-54; фазометр Ф2-16; измеритель разности фаз ФК2-12. Средства для измерения параметров электрических цепей: мультиметр АРРА 205 – 5 шт; мультиметрАВМ-4084 – 3 шт.; мультиметр Мастер-М830; измеритель импеданса АМ-3002. Средства генерирования сигналов: генератор GFG-8219 A Good Will Instrument Co, Ltd – 5 шт., генератор Г5-75; генератор Г3-112; генератор Г3-56. Источник питания АТН-1232 – 5 шт.; стабилизатор 3222 – 3 шт.; стабилизатор 3217; усилитель дифференциальный У7-6; магазин сопротивления Р4831; магазин емкости Р5025; плата случайного монтажа – 5 шт.
410К лаборатория в области электротехники, электроники и схемотех-ники, лаборатория физических методов защиты информации - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; компьютеры Парус 945 MSI PDualCore E2140/512Mb+1024/HDD80Gb/DVD-ROM/LCD17" LG/KM – 11 шт.; учебно-лабораторные стенды – 5 шт.; Контрольно-измерительная аппаратура для измерения частотных свойств, форм и временных характеристик сигналов: осциллограф цифровой АСК-2062 – 5 шт.; Средства для измерения параметров электрических цепей: мультиметр АРРА 205 – 5 шт; Вольтметр 01202-50; Вольт-метр селективный В6-9. Средства гене-рирования сигналов: генератор GFG-8219 A Good Will Instrument Co, Ltd – 5 шт.; Генератор Г5-75; Генератор Г3-112; Генератор Г3-56; Вспомогательное оборудование: Источник питания АТН-1237; Стабилизатор 1202; Стабилизатор 3222 – 3 шт.; Компаратор напряжений Р3009; Усилитель мощности LV-103; Усилитель РУ4-29 – 2 шт.; Акустический комплект 01024; Микрофон МК-202 – 2 шт.; Капсуль МК-301 – 2 шт.
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное)
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Рекомендации по подготовке к лекционным занятиям
- перед очередной лекцией необходимо просмотреть по конспекту материал предыдущей лекции.
- бегло ознакомиться с содержанием очередной лекции по основным источникам литературы в соответствии с рабочей программой дисциплины;
- обратить особое внимание на сущность и графическое сопровождение основных рассматриваемых теоретических положений.

Рекомендации по подготовке к лабораторным работам
- руководствоваться графиком лабораторных работ РПД;
- накануне перед очередной работой необходимо по конспекту или в методических указаниях к работе просмотреть теоретический материал работы;
- на лабораторном занятии, выполнив разработку алгоритма и реализовав задание на языке высокого уровня, необходимо проанализировать окончательные результаты и убедится в их достоверности;
- обратить внимание на оформление отчета, в котором должны присутствовать: цель работы, описание алгоритма, журнал опытных данных, реализация в опыте, цели работы, необходимые графические зависимости (при их наличии) и их анализ, результаты работы и выводы;
- при подготовке к отчету руководствоваться вопросами, приведенными в методических указаниях к данной работе, тренажерами программ на ЭВМ по отчету работ и компьютерным учебником.

Рекомендации по подготовке к самостоятельной работе
- руководствоваться графиком самостоятельной работы;
- выполнять все плановые задания, выдаваемые преподавателем для самостоятельного выполнения, и разбирать на семинарах и консультациях неясные вопросы;
- подготовку к зачету необходимо проводить по теоретическим вопросам на зачет;
- при подготовке к зачету параллельно прорабатываете соответствующие теоретические и практические разделы курса, все неясные моменты фиксируйте и выносите на плановую консультацию.