Đề cương môn học: Lý thuyết mạch điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Ngành đào tạo: Ngành đào tạo: 1. Công nghệ Kỹ thuật điện, điện tử; 2. Kỹ thuật Điện tử viễn thông; 3. Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC HỌC PHẦN: LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN 1. Thông tin tổng quát 1.1. Thông tin về giảng viên Giảng viên 1: Họ và tên: Nguyễn Tiến Dũng Chức danh, học hàm, học vị: Giảng Viên, Tiến sĩ Thời gian, địa điểm làm việc Viện Kỹ thuật và Công nghệ Địa chỉ liên hệ: 182 Lê Duẩn, thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Điện thoại, email: nguyentiendung@univinh.edu.vn Các hướng nghiên cứu chính: Vật lý Giảng viên 2: Họ và tên: Phạm Mạnh Toàn Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ Thời gian, địa điểm làm việc: Vào giờ hành chính tại trường Đại học Vinh Địa chỉ liên hệ: Viện Kỹ thuật và Công nghệ - Đại học Vinh Điện thoại, email: 0988905709, phammanhtoan@vinhuni.edu.vn Các hướng nghiên cứu chính: Hệ thống điện thông minh Giảng viên 3: Họ và tên: Phạm Hoàng Nam Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ Thời gian, địa điểm làm việc: Vào giờ hành chính tại trường Đại học Vinh Địa chỉ liên hệ: Viện Kỹ thuật và Công nghệ - Đại học Vinh Điện thoại, email: phamhoangnam@vinhuni.edu.vn Các hướng nghiên cứu chính: Hệ thống cung cấp điện, lưới điện thông minh 1.2. Thông tin về môn học - Tên môn học (tiếng Việt): Lý thuyết mạch điện (tiếng Anh): Electrical Circuit Theory - Mã số môn học:ELE20007 - Loại môn học: Bắt buộc - Thuộc khối kiến thức/kỹnăng: Kiến thức cơ bản Kiến thức chuyên ngành Môn học chuyên về kỹ năng chung  Kiến thức cơ sở ngành Kiến thức khác Môn học đồ án tốt nghiệp - Số tín chỉ: 03 + Số tiết lý thuyết: 30 + Số tiết thảo luận/bài tập: 15 + Số tiết làm dự án: 0 + Số tiết hoạt động nhóm: 0 + Số tiết tự học: 90 - Môn học tiên quyết: Kỹ thuật điện – điện tử, Toán kỹ thuật - Môn học song hành: 2. Mô tả môn học - Học phần Lý thuyết mạch điện thuộc học kỳ 5 của chương trình đào tạo các ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử; Điện tử viễn thông, Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa. - Học phần này cung cấp cho sinh viên những kiến thức về phương pháp phân tích mạch điện có hỗ cảm, hiện tượng cộng hưởng, phương pháp tích phân cổ điển và phương pháp toán tử nhằm phân tích quá trình quá độ trong mạch điện, mạng hai cửa, mạch điện phi tuyến, chế độ xác lập trong mạch điện phi tuyến, lý thuyết đường dây dài. Qua đó giúp sinh viên có khả năng tổng thể hệ thống kiến thức về lý thuyết mạch điện và các ứng dụng của nó. 3. Mục tiêu môn học Mục tiêu Mô tả G1 Phân tích được các mạch điện có hỗ cảm; tính toán xác định dòng điện, điện áp, tần số trong mạch điện cộng hưởng G2 Phân tích được mạch trong miền thời gian; áp dụng phương pháp tích phân cổ điển và phương pháp toán tử khảo sát được đặc tính quá độ; phân tích mạch trong miền tần số; sử dụng mạng hai cửa mô hình hóa mạch điện; phân tích mạch điện phi tuyến và mạch điện có thông số giải G3 Kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp G4 Vận dụng được môn học vào trong các môn chuyên ngành như môn điện tử tương tự, môn máy điện, môn lý thuyết điều khiển tự động, môn hệ thống điện 4.Chuẩn đầu ra học phần và mức độ giảng dạy đáp ứng Các chuẩn đầu ra học phần Trình độ năng lực CĐR CTĐT tương ứng Ký hiệu Nội dung chuẫn đầu ra G1.1 Phân tích được các mạch điện có hỗ cảm 3.0 1.3.5 G1.2 Hiểu được phương pháp xác định dòng điện, điện áp, tần số trong mạch điện cộng hưởng 2.5 1.3.5 G2.1 Hiểu được phương pháp tích phân cổ điển phân tích quá trình quá độ trong mạch điện 2.5 1.3.5 G2.2 Hiểu được phương pháp toán tử phân tích quá trình quá độ trong mạch điện 2.5 1.3.5 G2.3 Biết được quá trình quá độ trong mạch điện đối với hệ thống điện 3.0 1.3.5 G2.4 Hiểu được lý thuyết mạng 2 cửa 2.5 1.4.1 G2.5 Vận dụng được các phương pháp kết nối mạng 2 cửa 3.5 1.4.1 G2.6 Vận dụng được mạng 2 cửa T và π trong hệ thống điện 3.5 1.4.1 G2.7 Hiểu được hàm truyền đạt mạng 2 cửa 2.5 1.4.1 G2.8 Nhớ được khái niệm tổng trở vào và hòa hợp tải cho mạng 2 cửa 2.5 1.4.1 G2.9 Hiểu được khái niệm mạng 2 cửa tương đương của mạch điện có hỗ cảm 2.5 3.1.1 G2.10 Hiểu được khái niệm phần tử phi tuyến 2.5 3.1.1 G2.11 Hiểu được khái niệm mạch điện phi tuyến 2.5 3.1.1 G2.12 Hiểu được chế độ xác lập trong mạch điện phi tuyến 2.5 3.1.1 G3.1 Xây dựng được nhóm làm bài tập 3.5 3.1.2 G3.2 Mô hình hóa được mạch điện dùng máy tính 3.5 3.1.2 G3.3 Thiết kế được các mô hình mô phỏng mạch điện 3.5 3.1.2 G4.1 Vận dụng được mạch điện phi tuyến có phần tử diode 3.5 3.3.3 G4.2 Vận dụng được mạch điện phi tuyến có phần tử transistor 3.5 3.3.3 G4.3 Vận dụng được lý thuyết đường dây dài trong hệ 3.5 3.3.3 Các chuẩn đầu ra học phần Trình độ năng lực CĐR CTĐT tương ứng Ký hiệu Nội dung chuẫn đầu ra thống điện G4.4 Vận dụng được các kiến thức về lý thuyết đường dây dài 3.5 3.3.3 G4.5 Phân tích được hiện tượng sóng chạy 3.5 3.3.3 G4.6 Vận dụng được biểu đồ Smith 3.5 3.3.3 G4.7 Vận dụng được quá trình quá độ trong đường dây dài 3.5 3.3.3 G4.8 Đánh giá được phân bố và truyền sóng trong đường dây dài 3.5 3.3.3 5. Đánh giá môn học Thành phần đánh giá (1) Bài đánh giá (2) CĐR môn học (Gx.x) (3) Tỷ lệ (%) (4) A1. Đánh giá quá trình 30% A1.1. Sự chuyên cần, thái độ học tập 10% Sự chuyên cần A1.1.1. Tham gia đầy đủ các hoạt động được giao (theo nhóm hoặc cá nhân) G1-G4 05% Thái độ học tập A1.1.2. Có tài liệu học tập và thực hiện tích cực các hoạt động trên lớp G1-G4 05% A1.2. Hồ sơ học phần 20% A1.2.1. Tham gia thảo luận, làm các bài tập tình huống (theo cá nhân hoặc nhóm) đã được giao ở các tuần học G1.1; G1.2; G2.2; G2.4; G3.1; G3.2; G3.3 10% A1.2.2. Bài thu hoạch của nhiệm vụ nhóm được giao G3.1; G3.2; G3.3 10% A2. Đánh giá giữa kì (*) 20% A1.3.1. Bài kiểm tra trắc nghiệm G1.1; G1.2; G2.1; G2.2; G2.4; G2.5; Thành phần đánh giá (1) Bài đánh giá (2) CĐR môn học (Gx.x) (3) Tỷ lệ (%) (4) G2.6; G2.7; G2.8; G2.9 A3. Đánh giá cuối kì 50% Bài thi tự luận cuối kì G1 – G4 50% 6. Nội dung giảng dạy Nội dung (1) CĐR môn học (2) Bài đánh giá (3) CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1.1. Những khái niệm cơ bản về mạch điện 1.2. Mạch xác lập điều hòa 1.3. Các phương pháp phân tích mạch điện 1.4. Hiện tượng cộng hưởng trong mạch điện 1.5. Hỗ cảm trong mạch điện 1.6. Bài tập G1.1. G1.2. A1.1 A1.2 A2 A3 CHƯƠNG 2. MẠNG 2 CỬA 1.1. Khái niệm mạng 2 cửa 1.2. Các bộ thông số 2.3. Quan hệ giữa các bộ thông số 2.4. Phân tích mạch có mạng 2 cửa 2.5. Kết nối các mạng 2 cửa 2.6. Mạng 2 cửa dạng T và π 2.7. Tổng trở vào và hòa hợp tải 2.8. Hàm truyền đạt của mạng 2 cửa 2.9. Bài tập G2.4 G2.5 G2.6 G2.7 G2.8 G2.9 A1.1 A1.2 A2 A3 CHƯƠNG 3. QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH 3.1. Giới thiệu 3.2. Sơ kiện 3.3. Phương pháp tích phân cổ điển 3.4. Quá trình quá độ trong mạch RL, RC, RLC 3.5. Phương pháp toán tử 3.6. Giải một số bài toán quá trình quá độ bằng máy G2.1. G2.2 G2.3 A1.1 A1.2 A2 A3 tính 3.7. Bài tập CHƯƠNG 4. MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN 4.1. Giới thiệu 4.2. Đặc tính của phần tử phi tuyến 4.3. Chế độ xác lập 4.4. Chế độ quá độ 4.5. Diode và transistor 4.6. Giải một số bài toán phi tuyến bằng máy tính 4.7. Bài tập G2.10; G2.11 G2.12 G3.1 G3.2; G3.3 G4.1, G4.2 A1.1 A1.2 A3 CHƯƠNG 5. LÝ THUYẾT ĐƯỜNG DÂY DÀI 5.1. Giới thiệu 5.2. Khái niệm mạch có thông số phân bố 5.2. Đường dây dài ở chế độ xác lập điều hòa 5.3. Đường dây dài ở chế độ quá độ 5.4. Bài tập G1.1; G2.4 G3.1; G3.2 G3.3; G4.3 G4.4, G4.5, G4.6 A1.1 A1.2 A3 7. Kế hoạch giảng dạy Tuần/ Buổi học (1) Nội dung (2) Hình thức tổ chức dạy học (3) Chuẩn bị của SV (4) CĐR môn học (5) Bài đánh giá (6) 1 (3 tiết) CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN ĐIỆN (4,2,0) 1.1. Những khái niệm cơ bản về mạch điện 1.2. Mạch xác lập điều hòa 1.3. Các phương pháp phân tích mạch điện - Sử dụng các hình thức dạy sau: - GV đặt câu hỏi cho SV trả lời và ngược lại về các vấn đề liên quan. - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - GV đưa ra một số tình huống điển - Chuẩn bị giáo trình chính và tài liệu tham khảo. - Vở ghi chép cá nhân -Vở bài tập nhóm và sổ theo dõi các thành viên của nhóm trưởng - Lập email group của từng G1.1. G2.2 A1.1 A1.2 A2 A3 Tuần/ Buổi học (1) Nội dung (2) Hình thức tổ chức dạy học (3) Chuẩn bị của SV (4) CĐR môn học (5) Bài đánh giá (6) hình trên thực tế về các nội dung của chương. nhóm / hoặc ứng dụng CNTT để tạo group khác của nhóm và kết nối với giáo viên - Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính 2 (3 tiết) CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN 1.4. Cộng hưởng trong mạch điện 1.5. Hỗ cảm trong mạch điện 1.6. Bài tập - GV đặt câu hỏi cho SV trả lời và ngược laị về các vấn đề liên quan. - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - Hướng dẫn làm bài tập mẫu Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1. G2.2 A1.1 A1.2 A2 A3 3 (3 tiết) CHƯƠNG 2. MẠNG 2 CỬA 2.1. Các bộ thông số 2.2. Quan hệ giữa các bộ thông số 2.3. Phân tích mạch có mạng 2 cửa - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1. G1.3 G2.1 A1.1 A1.2 A2 A3 Tuần/ Buổi học (1) Nội dung (2) Hình thức tổ chức dạy học (3) Chuẩn bị của SV (4) CĐR môn học (5) Bài đánh giá (6) 4 (3 tiết) CHƯƠNG 2. MẠNG 2 CỬA 2.4. Kết nối các mạng 2 cửa 2.5. Mạng 2 cửa dạng T và π 2.6. Tổng trở vào và hòa hợp tải 2.7. Hàm truyền đạt của mạng 2 cửa - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - Tranh luận - Phân tích và hướng dẫn Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.2 G1.3 G2.1 A1.1 A1.2 A2 A3 5 (3 tiết) CHƯƠNG 2. MẠNG 2 CỬA 2.8. Bài tập Hướng dẫn làm bài tập mẫu Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình bài tập G1.2 G1.3 G2.1 A1.1 A1.2 A2 A3 6 (3 tiết) CHƯƠNG 3. QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH 3.1. Giới thiệu 3.2. Sơ kiện 3.3. Phương pháp tích phân cổ điển - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - Tranh luận - Phân tích và hướng dẫn Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1. G2.2 A1.1 A1.2 A2 A3 7 (3 tiết) CHƯƠNG 3. QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH 3.4. Quá trình quá độ trong mạch RL, RC, RLC - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - Tranh luận -Phân tích hướng dẫn Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1. G2.2 A1.1 A1.2 A2 A3 Tuần/ Buổi học (1) Nội dung (2) Hình thức tổ chức dạy học (3) Chuẩn bị của SV (4) CĐR môn học (5) Bài đánh giá (6) 3.5. Phương pháp toán tử 8 (3 tiết) CHƯƠNG 3. QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH 3.6. Giải một số bài toán quá trình quá độ bằng máy tính Hướng dẫn sinh viên giải bài toán bằng Matlab Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1. G2.2 A1.1 A1.2 A3 9 (3 tiết) CHƯƠNG 3. QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN TUYẾN TÍNH 3.7. Bài tập Hướng dẫn làm bài tập mẫu Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G3.1 A1.1 A1.2 A3 10 (3 tiết) CHƯƠNG 4. MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN 4.1. Giới thiệu 4.2. Đặc tính của phần tử phi tuyến 4.3. Chế độ xác lập - GV đặt câu hỏi cho SV trả lời và ngược laị - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - Giảng viên chia nhóm và yêu cầu thực hiện bài thu hoạch nhóm theo chủ đề Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1; G1.2 G1.3; G2.1 G2.2; G2.3 G2.4; G3.1 G3.2; G3.3 G4.1 A1.1 A1.2 A3 Tuần/ Buổi học (1) Nội dung (2) Hình thức tổ chức dạy học (3) Chuẩn bị của SV (4) CĐR môn học (5) Bài đánh giá (6) 11 (3 tiết) CHƯƠNG 4. MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN 4.4. Chế độ quá độ 4.5. Diode và transistor - GV đặt câu hỏi cho SV trả lời và ngược laị - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slide Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1; G1.2 G1.3; G2.1 G2.2; G2.3 G2.4; G3.1 G3.2; G3.3 G4.1 A1.1 A1.2 A2 A3 12(3 tiết) CHƯƠNG 4. MẠCH ĐIỆN PHI TUYẾN 4.6. Giải một số bài toán phi tuyến bằng máy tính - GV đặt câu hỏi cho SV trả lời và ngược laị (nếu có) - Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slide - Hướng dẫn làm bài tập mẫu trên máy tính theo nhóm Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1; G1.2 G1.3; G2.1 G2.2; G2.3 G2.4; G3.1 G3.2; G3.3 G4.1 A1.1 A1.2 A3 13(3 tiết) 4.7. Bài tập Hướng dẫn làm bài tập Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1; G1.2 G1.3; G2.1 G2.2; G2.3 G2.4; G3.1 A1.1 A1.2 A3 Tuần/ Buổi học (1) Nội dung (2) Hình thức tổ chức dạy học (3) Chuẩn bị của SV (4) CĐR môn học (5) Bài đánh giá (6) G3.2; G3.3 G4.1 14 (3 tiết) CHƯƠNG 5. LÝ THUYẾT ĐƯỜNG DÂY DÀI 5.2. Đường dây dài ở chế độ xác lập điều hòa 5.3. Đường dây dài ở chế độ quá độ Thuyết giảng kết hợp với bài giảng slile - Tranh luận - Phân tích và hướng dẫn - Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1; G2.4 G3.1; G3.2 G3.3; G4.1 A1.1 A1.2 A3 15 (3 tiết) CHƯƠNG 5. LÝ THUYẾT ĐƯỜNG DÂY DÀI 5.4. Bài tập Hướng dẫn làm bài tập mẫu - Sinh viên đọc trước các nội dung ở Giáo trình chính G1.1; G2.4 G3.1; G3.2 G3.3; G4.1 A1.1 A1.2 A3 7. Nguồn học liệu (các giáo trình, tài liệu tham khảo, các phần mềm,) Giáo trình 1. Nguyễn Công Phương, Bài giảng Cơ sở lý thuyết mạch điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, 2016. 2. Phạm Thị Cư, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Lê Minh Cường. Mạch điện 2. NXB ĐHQG TP HCM, 2010. Tài liệu tham khảo 3. Phạm Thị Cư, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Lê Minh Cường. Bài tập Mạch điện 1. NXB ĐHQG tpHCM, 2010. 4. Phạm Thị Cư, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Lê Minh Cường. Bài tập Mạch điện 2. NXB ĐHQG tpHCM, 2010. 5. C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku. Fundamentals of Electric Circuits. McGraw-Hill, 2001 8. Quy định của môn học Dự lớp theo đúng quy chế; Thực hiện các bài tập trên lớp và tự học theo phân công của Giảng viên; Thực hiện đầy đủ các bài đánh giá. 9. Phụ trách môn học - Khoa/bộ môn phụ trách: Bộ môn CNKT Điện – điện tử, Viện Kỹ thuật và Công nghệ - Địa chỉ/Email: Tầng 1 nhà A0, Đại học Vinh