Электротехника и электроника

Содержание курса

Курс состоит из 15 модулей. В каждом модуле есть видео продолжительностью 6–10 минут, дополнительные материалы, анимационные ролики с инфографикой и тесты для самопроверки. Для успешного прохождения курса нужно владеть знаниями по физике (раздел «Электричество»), высшей математике и информатике в объёме вузовских рабочих программ указанных дисциплин.

• 15 модулей
• 15 тем
• 75 часов

• Введение. Общие сведения по электротехнике

  • Введение в онлайн-курс. Электротехника — техника электрических токов и напряжений. Краткая характеристика-обзор курса.
  • Основные понятия теории электромагнитного поля и электрических цепей. Общие законы электрических цепей.
  • Электромагнитное и электромеханическое преобразование энергии. Источники, проводники и приёмники в электрических цепях.
  • Декомпозиция электрических цепей. Элементы электрических цепей. Их физические свойства. Суть идеализации элементов. Характеристики и параметры моделей идеальных и идеализированных элементов.
  • Принципиальные схемы электрических цепей. Схемы замещения. Способы соединения (последовательное, параллельное и мостовое). Топологические понятия теории цепей и законы Кирхгофа.
  • Основные свойства электрических цепей с сосредоточенными параметрами. Линейные и нелинейные цепи. Физические электрические величины электрических цепей. Буквенные обозначения и единицы электрических величин. Общее понятие об электрических измерениях.
  • Диоды и транзисторы — нелинейные элементы электрических цепей. Идеальные и идеализированные модели нелинейных элементов. Понятие о зависимых источниках.

• Электрические цепи постоянного тока. Общие свойства линейных цепей. Цепи постоянного тока

  • Электрические цепи постоянного тока. Источники постоянного напряжения. Вольтамперные характеристики. Источники тока. Линейные и нелинейные элементы электрических цепей постоянного тока.
  • Задачи анализа и расчёта линейных электрических цепей с одним источником постоянного напряжения. Метод «свертывания цепи» (алгоритмы «прямого» и «обратного» хода). Примеры расчёта.
  • Пример расчёта методом «свёртывания цепи».
  • Анализ и расчёт разветвленных цепей постоянного тока с несколькими источниками, основанный на законах Кирхгофа.
  • Баланс мощностей. Общие свойства линейных цепей (линейности, взаимности).
  • Пример расчёта цепи на основании законов Кирхгофа и Ома.
  • Эквивалентные преобразования в линейных электрических цепях. Теорема о компенсации, теорема об эквивалентном генераторе. Эквивалентные активные и пассивные двухполюсники.
  • Пример расчёта цепей с использованием эквивалентных преобразований.
  • Задачи анализа и расчёта нелинейных электрических цепей с одним источником постоянного напряжения. Метод пересечения характеристик.  Примеры расчёта.
  • Нелинейные цепи постоянного тока. Графоаналитический метод определения рабочих точек. Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ. Схемная и математическая модели.

• Электрические цепи постоянного тока. Общие свойства линейных цепей. Методы расчета цепей постоянного тока.

  • Общие методы расчёта линейных электрических цепей. Метод контурных токов.
  • Метод контурных токов. Примеры расчётов в математических программах.
  • Общие методы расчёта линейных электрических цепей. Метод узловых напряжений.
  • Метод узловых напряжений. Примеры расчётов в математических программах.
  • Общие методы расчёта линейных электрических цепей. Метод эквивалентного генератора.
  • Метод эквивалентного генератора. Примеры расчётов в математических программах.
  • Особенности расчёта цепей постоянного тока с транзисторами (зависимыми источниками) в линейных режимах работы.
  • Примеры расчёта цепей с транзисторами (зависимыми источниками) при постоянных токах.
  • Приближенные методы расчёта нелинейных цепей постоянного тока. Примеры расчётов в математических программах.
  • Имитационное моделирование цепей постоянного тока.

• Электрические цепи синусоидального тока. Измерения электрических величин. Электрические цепи синусоидального тока

  • Переменный и синусоидальный ток. Синусоидальные напряжения и токи, их параметры (амплитуда, частота, начальная фаза, действующее и среднее значения). Свойства идеализированных элементов при переменных и синусоидальных токах, их математические модели. Границы применимости идеализированных моделей.
  • Синусоидальные токи в электрических цепях с RL-элементами. Математическая модель, полное, активное и индуктивное сопротивления, векторные и временные диаграммы токов и напряжений.
  • Синусоидальные токи в цепях с RC-элементами. Математическая модель, полное, активное и ёмкостное сопротивления, векторные и временные диаграммы токов и напряжений.
  • Последовательный колебательный контур. Полное, активное и реактивное сопротивление. Векторная диаграмма тока и напряжений, треугольник сопротивлений.
  • Параллельный колебательный контур. Полная, активная и реактивная проводимость. Векторная диаграмма токов и напряжений, треугольник проводимостей.
  • Мощности синусоидального тока. Коэффициент мощности и КПД. Мощность и энергия. Баланс мощностей.
  • Определение сопротивлений элементов и участков цепей, примеры расчёта.
  • Однофазные электрические цепи. Схемы замещения источников, приёмников, проводов и кабелей с учетом несовершенной изоляции в однофазной цепи.
  • Однофазные электрические цепи и потребители однофазного тока — электрические приборы. Векторные и временные диаграммы токов и напряжений. Параметры потребителей.
  • Пример однофазной электрической цепи — квартирная проводка с подключенными потребителями — электрическими приборами. Устройства коммутации.