Артемова Татьяна Константиновна
кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры инфокоммуникаций и радиофизики
Линейные электрические цепи (часть 1)
DemidOnline
Описание курса
Цель изучения курса - сформировать понятийный и методологический аппарат инженера-электротехника для решения задач анализа и синтеза линейных цепей.
Вы узнаете, какими свойствами обладают различные электрические цепи, как преобразуются ими сигналы, научитесь получать и читать их характеристики, а также проектировать линейные схемы по набору требуемых параметров.
Знания и умения, которые вы получите в ходе освоения курса, составляют азбуку компетентности специалистов, работающих с электрическими цепями, радиотехническими устройствами и системами связи. Они позволят как самостоятельно проектировать и эксплуатировать простые, но очень полезные схемы, так и послужат основой для анализа более сложных устройств и систем в ходе изучения более сложных дисциплин, в том числе курса «Линейные электрические цепи: Часть 2». Курс содержит большое количество тренировочных заданий: по окончании у каждого обучающегося будет своя коллекция рассчитанных схем и их моделей.
Об авторах
Курс разработан преподавателями и сотрудниками Ярославского государственного университета имени П.Г. Демидова и прошел экспертизу в ПАО «Ярославский радиозавод»
Гвоздарев Алексей Сергеевич
кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры инфокоммуникаций и радиофизики
Содержание курса
Модуль 1. Цепь и сигналы.
Основные понятия теории электрических цепей, идеализированные модели простейших линейных элементов, классификация элементов цепей, схемы цепей, задачи теории цепей, сигналы и цепи, аналоговые и цифровые сигналы и цепи, описание аналоговых сигналов.
Модуль 2. Анализ и синтез резистивных цепей на постоянном токе.
Резисторы, модели источников, режимы работы источника, стандартные соединения резисторов, делители тока и напряжения: анализ и синтез, уравнения электрического равновесия цепи, методы анализа разветвлённых резистивных цепей, интересные резистивные схемы.
Модуль 3. Анализ линейных цепей при гармоническом воздействии.
Гармонический сигнал, аналитический сигнал, законы Ома и Кирхгофа для резистивных цепей при гармоническом воздействии, импедансы простейших линейных двухполюсников, мощность гармонического сигнала, расчёт резистивной цепи при гармоническом воздействии. Реальные резисторы, конденсаторы, катушки.
Модуль 4. Частотные свойства цепей и методы их анализа.
Импедансы и проводимости четырёхполюсников, метод комплексных амплитуд для анализа линейной цепи при гармоническом воздействии, коэффициент передачи, АЧХ и ФЧХ цепи, формы представления АЧХ цепи, частотные характеристики цепей первого порядка, фильтры, резонансные явления в колебательном контуре, частотные свойства одиночного колебательного контура, контуры с неполным включением, связанные колебательные контуры, индуктивно-связанные цепи, развязывание катушек в индуктивно-связанных цепях, примеры использования изученных цепей.
Модуль 5. Временные свойства цепей и методы их анализа.
Тестовые сигналы для анализа временных свойств цепей, описание цепей с помощью дифференциальных уравнений, коммутация, классический метод анализа цепи, переходная и импульсная характеристики цепи, переходные процессы в цепях разных порядков, метод интеграла наложения для анализа линейной цепи.
Модуль 6. Свойства цепей в p-области и операторный метод анализа.
Описание линейных цепей в p-области, операторная передаточная функция цепи, операторный метод анализа цепей, анализ устойчивости цепи, операторный метод анализа цепей первого порядка, анализ устойчивости цепей.
Формируемые компетенции
11.03.01 Радиотехника, 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств, 11.03.04 Электроника и наноэлектроника
ОПК-1
Способен использовать положения, законы и методы естественных наук и
математики для решения задач инженерной деятельности
ОПК-2
Способен самостоятельно проводить экспериментальные исследования и
использовать основные приёмы обработки и представления полученных данных
11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы
ОПК-1
Способен представить адекватную современному уровню знаний научную
картину мира на основе знания основных положений, законов и методов
естественных наук и математики
ОПК-2
Способен выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в
ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий
физико-математический аппарат для их формализации, анализа и принятия
решения
11.05.02 Специальные радиотехнические системы
ОПК-1
Способен использовать в профессиональной
деятельности основные законы естественнонаучных дисциплин, применять
методы математического анализа и моделирования, теоретических и
экспериментальных исследований, приобретать новые математические и
естественнонаучные знания, используя современные образовательные и
информационные технологии
ОПК-2
Способен использовать языки и системы программирования, программные
средства общего назначения, инструментальные средства компьютерного
моделирования для решения различных исследовательских и профессиональных
задач
ОПК-10
Способен разрабатывать, проектировать, исследовать и эксплуатировать
специальные радиотехнические системы
10.05.01 Компьютерная безопасность
ОПК-1
Способность анализировать физические явления и процессы для решения
профессиональных задач
10.03.01 Информационная безопасность
ОПК-1
Способность анализировать физические явления и процессы для решения
профессиональных задач
ОПК-2
Способность применять соответствующий математический аппарат для решения
профессиональных задач
ОПК-3
Способность применять положения электротехники, электроники и
схемотехники для решения профессиональных задач
03.03.01 Радиофизика
ОПК-1
Способность к овладению базовыми знаниями в области математики и
естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности
Рекомендуемые направления подготовки
Курс предназначен для студентов направлений подготовки- 03.03.03 Радиофизика
- 10.03.01 Информационная безопасность
- 11.03.01 Радиотехника
- 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
- 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств
- 11.03.04 Электроника и наноэлектроника
- 11.05.01 Радиоэлектронные системы и комплексы
- 11.05.02 Специальные радиотехнические системы
- 10.05.01 Компьютерная безопасность
Требования к слушателям
Для изучения курса нужно:- иметь базовые знания в области электричества и магнетизма
- умение вычислять неопределённые и определённые интегралы, производные
- умение выполнять сложение векторов
- желательно иметь представление о решениях линейных дифференциальных уравнений 1-го и 2-го порядков
- желательно иметь представление о правилах работы с комплексными числами и комплекснозначными функциями
Реквизиты курса
Курс содержит:
видеолекции,
практические видеозадания,
тесты для самопроверки после лекций,
тесты после практических заданий,
5 промежуточных тестов по разделам.
Итоговая аттестация: зачёт (тест) (60 минут).
Объем курса: 72 часа (2 зачетных единицы для зачета в Вашем вузе).
Продолжительность обучения: 9 недель (приблизительно 8 часов в неделю).
Для работы с курсом вы можете использовать браузеры Chrome, Edge, Firefox, Internet Explorer или Safari.