Линейные электрические цепи

Курс теории линейных электрических цепей посвящён законам и методам анализа электромагнитных процессов, связанных с преобразованием энергии идеализированными объектами, обладающими линейной вольт-амперной характеристикой. Этот курс является основным разделом электротехники, на базе которого строятся теории нелинейных электрических цепей и электрических машин.

Цель курса – получение базовых знаний в области теории линейных электрических цепей, достаточных для специалистов технических направлений подготовки неэлектротехнических профилей, а также для всех желающих познакомиться с основами электротехники и получить навыки решения задач. При изучении каждого из восьми разделов курса используются интерактивные задания, характер которых соответствует задачам повседневной инженерной практики.

В состав курса входят видео-лекции, упражнения и интерактивные задания. Длительность курса составляет 10 недель. Трудоемкость курса – 3 зачетных единицы. Средняя недельная нагрузка на обучающегося – 10 часов.

1. Усольцев А.А. Линейные электрические цепи: Учебное пособие. – СПб.: НИУ ИТМО, 2013. – 151 с.
2. Усольцев А.А. Общая электротехника: Учебное пособие. Изд. Второе, перераб и доп. – СПб.: НИУ ИТМО, 2013. – 305 с.
3. Жаворонков М.А. Электротехника и электроника: Учебное пособие для студ. вузов. / М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. – М.: «Академия», 2005. – 400 с.
4. Касаткин А.С. Электротехника: учебник для вузов. / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – М.: «Академия», 2007. – 544 с.

Для успешного освоения курса необходимо знание математики и физики в объёме начальных курсов вуза. Для прохождения курса дополнительного программного обеспечения не требуется.

В курсе рассматриваются следующие темы:

1. Электрическая цепь. Элементы электрической цепи
2. Законы Ома и Кирхгофа. Эквивалентные преобразования
3. Синусоидальные ЭДС, токи и напряжения. Параметры электрических цепей
4. Закон Ома. Пассивный двухполюсник
5. Разветвленные цепи. Магнитная связь в электрических цепях
6. Явление резонанса
7. Трёхфазные цепи и цепи несинусоидального тока
8. Переходные процессы

Каждая тема предполагает изучение в течение одной недели. На 5-й и 10-й неделях запланированы упражнения по пройденному материалу.

В курсе имеется два типа дедлайна (предельного срока выполнения оценивающих мероприятий):
– мягкий дедлайн, при котором необходимо выполнить все оценивающие мероприятия текущей недели до ее завершения;
– жесткий дедлайн, при котором на выполнение оценивающих мероприятий после мягкого дедлайна дополнительно выделяется еще две недели, по окончании которых доступ к соответствующим мероприятиям закрывается.

• знания в области теории линейных электрических цепей (РО-1);
• умения и навыки решения задач теории линейных электрических цепей(РО-2).

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

• Обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6)
• Участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов (ПК-9)

09.03.02 Информационные системы и технологии

• Готовность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований (ПК-23)
• Способность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований (ПК-25)

09.03.03 Прикладная информатика

• Способность проводить описание прикладных процессов и информационного обеспечения решения прикладных задач (ПК-7)

10.03.01 Информационная безопасность

• Способность использовать основные естественнонаучные законы, применять математический аппарат в профессиональной деятельности, выявлять сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-1)
• Способность выполнять работы по установке, настройке и обслуживанию технических и программно-аппаратных средств защиты информации (ПК-11)

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

• Способность проводить инструментальные измерения, используемые в области инфокоммуникационных технологий и систем связи (ОПК-6)
• Способность осуществлять монтаж, наладку, настройку, регулировку, опытную проверку работоспособности, испытания и сдачу в эксплуатацию сооружений, средств и оборудования сетей и организаций связи (ПК-3)

11.03.03 Конструирование и технология электронных средств

• Способность решать задачи анализа и расчета характеристик электрических цепей (ОПК-3)
• Способность использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных (ОПК-5)

12.03.01 Приборостроение

• Способность обрабатывать и представлять данные экспериментальных исследований (ОПК-5)
• Способность к проведению измерений и исследования различных объектов по заданной методике (ПК-2)

12.03.02 Оптотехника

• Способность обрабатывать и представлять данные экспериментальных исследований (ОПК-5)
• Способность к проведению экспериментальных измерений оптических, фотометрических и электрических величин и исследования различных объектов по заданной методике (ПК-2)

12.03.03 Фотоника и оптоинформатика

• Способность проводить исследования, обрабатывать и представлять экспериментальные данные (ПК-4)
• Способность планировать и проводить эксперименты, обрабатывать и анализировать их результаты (ПК-13)

12.03.05 Лазерная техника и лазерные технологии

• Способность проводить эксперименты, обработку и представлять экспериментальные данные (ПК-4)

12.05.01 Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения

• Способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1)
• Способность проводить математическое моделирование физических процессов, характеризующих распространение и взаимодействие с веществом электромагнитного излучения оптического и радио диапазона (ПК-10)
• Способность проводить исследования физических свойств объектов с выбором технических средств, методов измерений и обработки результатов (ПК-11)

14.03.01 Ядерная энергетика и теплофизика

• Готовность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способность привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3)
• Готовность к проведению физического и численного эксперимента, к разработке с этой целью соответствующих экспериментальных стендов (ПК-12)

15.03.06 Мехатроника и робототехника

• Способность разрабатывать конструкторскую и проектную документацию механических, электрических и электронных узлов мехатронных и робототехнических систем в соответствии с имеющимися стандартами и техническими условиями (ПК-12)
• Способность участвовать в монтаже, наладке, настройке и сдаче в эксплуатацию опытных образцов мехатронных и робототехнических систем, их подсистем и отдельных модулей (ПК-28)

16.03.01 Техническая физика

• Готовность составить план заданного руководителем научного исследования, разработать адекватную модель изучаемого объекта и определить область ее применимости (ПК-6)
• Способность использовать технические средства для определения основных параметров технологического процесса, изучения свойств физико-технических объектов, изделий и материалов (ПК-9)

18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии

• Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-2)
• Готовность осваивать и эксплуатировать новое оборудование, принимать участие в налаживании, технических осмотрах, текущих ремонтах, проверке технического состояния оборудования и программных средств (ПК-7)

27.03.04 Управление в технических системах

• Способность владеть методами анализа и расчёта характеристик электрических цепей (ПК-4)
• Способность владеть основными приёмами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5)