Аннотация дисциплины вариативной части профессионального цикла «Физические основы электротехники и электроники»

Аннотация дисциплины
вариативной части профессионального цикла
«Физические основы электротехники и электроники»
1.Цель и задачи дисциплины
Основной целью дисциплины является формирование у студентов прочной
теоретической базы по характеристикам и принципу действия основных
компонентов электронных схем (резистор, конденсатор, индуктивность, диод,
стабилитрон, биполярный и полевой транзисторы, тиристор), классификации и
основным областям их применения в электронике, что позволит им успешно
решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности,
связанной с проектированием, испытаниями и эксплуатацией электронных
устройств.
Для достижения поставленной цели необходимо научить студентов:
- понимать физические принципы работы и использовать характеристики
электронных компонентов;
- применять основные законы для описания и расчетов простых электронных
схем;
- понимать принципы работы простых электронных схем;
- пользоваться измерительными и регистрирующими приборами для
исследования
электронных схем;
- самостоятельно
проводить
элементарные
испытания
электронных схем.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины должен быть направлен на
формирование следующих компетенций:
- способность разрабатывать простые схемы аналоговой, импульсной и
цифровой электроники для электроэнергетических и электротехнических объектов
(ПК-9);
- способность использовать методы анализа и моделирования линейных и
нелинейных цепей постоянного и переменного тока электронных устройств (ПК-П);
- способность графически отображать геометрические образы изделий и
объектов электронных схем и систем (ПК-12);
- готовность обосновывать принятие конкретного технического решения
при создании схем управления устройств силовой электроники
электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-14);
- способность рассчитывать электронные схемы и элементы для вторичных
цепей, устройств защиты и автоматики электроэнергетических объектов (ПК-15);
- способность рассчитывать режимы работы электронных схем
электроэнергетических установок различного назначения (ПК-16).
В результате изучения дисциплины «Физические основы
электротехники и электроники» студент должен:
знать:
- назначение, принцип работы, устройство и типы пассивных
компонентов электрических цепей: резистора, конденсатора, индуктивности;
- принципы работы основных полупроводниковых приборов (диод,
стабилитрон, биполярный и полевой транзисторы, тиристор);
- устройство и принцип работы базовых схем включения диода,
стабилитрона, транзистора, тиристора;
- виды электрических сигналов в электронных схемах.
уметь:
-"прочитать" принципиальную схему простого электронного
устройства
- определить основные структурные элементы схемы, понять
принцип ее работы;
- производить выбор схемотехнического решения и компонентов
схемы;
- пользоваться измерительными приборами, осциллографом,
генератором для проверки и настройки электронных схем.
владеть навыками элементарных расчетов и испытаний простых электронных
схем.
3. Содержание дисциплины. Основные разделы
Модуль 1
Тема 1. Введение в курс. Фундаментальные основы дисциплины и
основополагающие интеграционные связи с другими дисциплинами. Краткий
исторический обзор развития современной электроники. Роль электроники в
современном развитии электромеханики.
Тема 2. Основные понятия: напряжение, ток, сопротивление, мощность в
электрических цепях. Основные законы для электрических цепей: закон Ома,
законы Кирхгофа. Резисторы: последовательное и параллельное включение
резисторов, делитель напряжения. Источники тока и напряжения.
Эквивалентное сопротивление
источника и нагрузки.
Нелинейные
резисторы, терморезисторы.
Тема 3. Сигналы в электрических цепях: синусоидальные, импульсные,
дискретные,
измерение сигналов. Конденсаторы, последовательное и
параллельное включение конденсаторов. RC – цепи, заряд и разряд
конденсатора, постоянная времени. Дифференцирующие и интегрирующие
цепи. Индуктивности и трансформаторы, резонансные схемы и фильтры.
Модуль 2.
Тема 4.
Основы физики полупроводников: носители заряда в
полупроводниках, их взаимодействие. Полупроводниковые переходы и
контакты. Диод, вольт-амперная характеристика диода. Стабилитрон, вольтамперная характеристика стабилитрона. Диод Шоттки.
Тема 5.
Электронные схемы на основе диодов и стабилитронов.
Выпрямители одно- и двухполупериодные. Фильтрация в выпрямителях.
Ограничители напряжения. Параметрический стабилизатор напряжения.
Индуктивности и диодная защита.
Модуль 3.
Тема 6. Биполярные транзисторы, устройство и принцип действия, способы
включения. Коэффициент усиления потоку, статические вольт-амперные
характеристики. Электронные схемы на биполярных транзисторах: усилитель
с общим эмиттером, выбор (смещение) рабочей точки, нагрузочная
характеристика; усилитель с общим коллектором (эмиттерный повторитель);
дифференциальный
усилитель.
Последовательный
стабилизатор
напряжения. Биполярный транзисторный ключ.
Тема 7. Полевые транзисторы, устройство и принцип действия, способы
включения. Статические вольт-амперные характеристики. Электронные
схемы на полевых транзисторах: усилитель с общим истоком, выбор рабочей
точки (смещение). Истоковый повторитель. Источник тока на полевом
транзисторе. Полевой транзистор в качестве ключа
Тема 8. Тиристор, вольт-амперная характеристика, схема включения и
способ управления. Тиристорный ключ переменного тока, управляемый
выпрямитель.