Теория электрических цепей

Бакалавриат 2019/2020

Статус: Курс обязательный (Инфокоммуникационные технологии и системы связи)

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Рябов Никита Иванович

Язык: русский

Кредиты: 4

Контактные часы: 72

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Теория электрических цепей» служит для формирования у студентов совокупности теоретических и практических знаний в области электрических цепей и освоение студентами основных навыков анализа и экспериментального исследования электрических цепей, которые необходимы для успешного усвоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин последующей вузовской подготовки. Текущий контроль предусматривает: • учет активности студентов в ходе проведения практических и лекционных занятий, выступления, участие в дискуссиях, консультации с преподавателями по выполнению домашнего задания и т.п.; • выполнение и защита домашних заданий; • выполнение и защита лабораторных работ; • выполнение текущих контрольных работ; • выполнение итоговой контрольной работы. Итоговый контроль в форме экзамена проводится в устной форме.

Цель освоения дисциплины

Целью изучения дисциплины «Теория электрических цепей» является формиро-вание у студентов совокупности теоретических и практических знаний в области элек-трических цепей и освоение студентами основных навыков анализа и экспериментально-го исследования электрических цепей, которые необходимы для успешного усвоения других общепрофессиональных и специальных дисциплин последующей вузовской под-готовки.

Планируемые результаты обучения

Знать основные положения и принципы работы электрических цепей.
Умение составлять системы уравнений, описывающие электрические цепи
Умение рассчитывать режимы линейных цепей постоянного тока
Умение рассчитывать переходные процессы в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Умение рассчитывать установившиеся процессы гармонического тока в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Умение рассчитывать режимы линейных четырёхполюсников в установившемся режиме гармонического тока.
Умение рассчитывать частотные характеристики электрических фильтров, определять граничные частоты, зоны пропускания и задерживания
Умение рассчитывать установившиеся режимы гармонического тока в линейных цепях с распределёнными параметрами

Содержание учебной дисциплины

Введение
Предмет курса " Теоретические основы электротехники ". Общая характеристика задач, относящихся к теории электри-ческих цепей, связанных с преобразованием, передачей- энергии и информации.
Основные понятия и законы электрических цепей
Электрическая цепь и её элементы: источники электрической энергии, преобразовательные элементы, приёмники энергии. Пассивные и активные элементы цепи. Процессы в цепях и способы их исследования. Схема заме-щения цепи и её элементов: схемы с распределёнными и сосредоточенными параметрами. Понятия о нелинейных, линейных и резистивных схемах. Принципы записи (составления) уравнений по законам Кирхгофа.
Основные принципы и методы анализа линейных схем постоянного тока
Принципы записи уравнений по законам Ома и Джоуля-Ленца. Баланс мощностей. Расчёт токов и напряжений на основании законов Кирхгофа и Ома. Принципы анализа линейных резистивных схем. Принцип компенсации. Принцип наложения и линейности. Метод наложения. Принцип взаимности. Теорема об эквивалентном источнике. Метод эквивалентного источника.
Анализ переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Причины возникновения переходных процессов. Классический метод анализа переходных процессов. Методы формирования характеристических уравнений без составления дифференциальных уравнений. Методы расчета начальных условий.
Анализ установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
Основные обозначения. Элементы линейных схем замещения цепей гармонического тока и уравнения связи между мгновенными значениями тока и напряжения на ёмкости и индуктивности. Комплексный метод расчёта амплитуд (или действующих значений) и начальных фаз гармонических токов и напряжений. Понятие о резонансе напряжений и токов. Частотные характеристики и резонансные кривые контура.
Основы теории линейных четырёхполюсников в установившемся режиме гармонического тока.
Определение и классификация четырёхполюсников, способы подключения к ним внешних цепей, проходной режим работы четырёхполюсника. Основные формы записи уравнений. Способы определения коэффициентов четырёхполюсников для проходного режима работы. Простейшие эквивалентные схемы замещения четырёхполюсника для проходного режима работы. Передаточная функция четырёхполюсника. Характеристические параметры. Способы соединений четырёхполюсников. Условия регулярности соединений и правила проверки на регулярность. Применение матриц для определения результирующих коэффициентов регулярного соединения четырёхполюсников.
Элементы теории электрических фильтров
Определение и классификация фильтров. Анализ свойств симметричных реактивных фильтров при согласованном режиме работы: изменение характеристического сопротивления, коэффициентов ослабления (затухания) и фазы в полосах пропускания и задерживания, определение граничных частот (частот среза). Примеры анализа фильтров типа К. Понятия о построении, анализе безындукционных (R—С) фильтров.
Основы анализа установившихся процессов гармонического тока в линейных цепях с распределёнными параметрами
Основные понятия и уравнения: первичные параметры; телеграфные уравнения линии при однородном распределении параметров. Решение телеграфных уравнений в установившемся режиме гармонического тока. Бегущие, прямые и обратные волны напряжения и тока. Вторичные параметры. Несогласованный и согласованный режимы работы цепи с распределёнными параметрами. Условие передачи сигналов по линии без искажения.

Элементы контроля

лабораторная работа 1
лабораторная работа 2
лабораторная работа 3
защита лабораторной работы 1
защита лабораторной работы 2
защита лабораторной работы 3
лабораторная работа 4
лабораторная работа 5
защита лабораторной работы 4
защита лабораторной работы 5
контрольная работа 1
контрольная работа 2
домашняя работа 1
домашняя работа 2
домашняя работа 3
домашняя работа 4
экзамен
В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: УК-2, УК-3, ПК-1, ПК-2, ПК-7.

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.03 * домашняя работа 1 + 0.03 * домашняя работа 2 + 0.03 * домашняя работа 3 + 0.03 * домашняя работа 4 + 0.03 * защита лабораторной работы 1 + 0.03 * защита лабораторной работы 2 + 0.03 * защита лабораторной работы 3 + 0.03 * защита лабораторной работы 4 + 0.03 * защита лабораторной работы 5 + 0.04 * контрольная работа 1 + 0.04 * контрольная работа 2 + 0.03 * лабораторная работа 1 + 0.03 * лабораторная работа 2 + 0.03 * лабораторная работа 3 + 0.03 * лабораторная работа 4 + 0.03 * лабораторная работа 5 + 0.5 * экзамен

Программа дисциплины