прикладная физика - Кубанский государственный аграрный

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
АННОТАЦИЯ
РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
по дисциплине
ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА
(индекс и наименование дисциплины)
Код и направление
подготовки
13.03.02 Электроэнергетика и
электротехника
Профиль
подготовки
13.03.02 Электроснабжение
Квалификация
(степень) выпускника
Бакалавр
Факультет
Энергетики
Ведущий
преподаватель
Нормов Д.А.
Кафедра-разработчик
Кафедра физики
Краснодар
1. Цель и задачи дисциплины
 получение студентами основных теоретических и научно-практических знаний в
области прикладной физики, необходимых для решения производственных,
исследовательских и проектных задач при электроснабжении объектов и
производственных процессов.
В результате изучения дисциплины студент должен:
 физические основы и принцип действия электротехнических приборов и
микропроцессорных устройств интегральных микросхем;
 свойства и области применения типовых функциональных узлов электронных
аналоговых и цифровых устройств;
 понимать физический смысл современных электротехнических и электронных
устройств;
 определять по условным обозначениям и справочникам параметры электротехнических
и электронных элементов;
 производить правильный и обоснованный выбор электротехнических устройств для
решения конкретных технических задач;
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Прикладная физика» является основной дисциплиной вариативной
части профессионального цикла Б2 ООП по направлению подготовки 140400.62
Электроэнергетика
и
электротехника(квалификация
(степень)
«Бакалавр»)
бакалавриатской программы «Электротехнологии и электрооборудование в с/х».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины (модуля):
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- общекультурные:
способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и
общекультурный уровень (ОК-1);
способность к самостоятельному обучению новым методам научных исследований,
изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной
деятельности (ОК-2);
способностью проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, вести
обучение и оказывать помощь сотрудникам (ОК-5);
владение культурой мышления; способность к обобщению, анализу, критическому
осмыслению, систематизации, прогнозированию, постановке целей и выбору путей их
достижения (ОК-7).
- профессиональные и другие:
способностью использовать законы и методы математики, естественных,
гуманитарных и экономических наук при решении стандартных и нестандартных
профессиональных задач (ПК-1);
владением логическими методами и приемами научного исследования; владением
методами анализа и прогнозирования экономических эффектов и последствий
реализуемой и планируемой деятельности (ПК-2);
способностью анализировать современные проблемы науки и производства в
агроинженерии и вести поиск их решения (ПК-3);
способностью проектировать содержание и технологию преподавания, управлять
учебным процессом (ПК-12)
4. Тематика лекционных занятий
№ темы
лекции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Наименование и содержание темы лекции
Введение. Прикладная физика в энергетике
Методы и приёмы описания и анализа в энергетике.
Основные модели: сплошная среда и перенос тепла, вещества, ионов и свободных
электронов; абсолютное и относительное время, источник энергии, передача
энергии, приёмник энергии (потребитель). Стоимость энергии – экономическая,
политическая, техническая. Потребление энергии в прошлом, настоящем,
будущем.
Источники тепловой энергии
Получение тепловой энергии из сырья по 1-му и 2-му закону термодинамики.
Физика процесса горения. Суммарное изменение энтропии при протекании
процессов. Свободная энергия Гиббса. Полезная работа и КПД.
Передача тепловой энергии. Варианты и критерии выбора
Возможные прямые носители передачи тепловой энергии – воздушная,
жидкостная. Эффективность таких систем передачи тепла. Возможные косвенные
носители передачи тепловой энергии – горючий газ, горючие жидкости.
Эффективность таких систем передачи тепла. Фазовые равновесия и превращения.
Процессы окисления и засоления.
Преобразование тепловой энергии в механическую. Передача механической
энергии
Основные процессы преобразования тепловой энергии в механическую. Двигатели
внешнего и внутреннего сгорания топлива. Турбины газовые, паровые,
гидравлические и ветряные. Эффективность КПД. Передача механической энергии
на расстояние и её КПД.
Преобразование механической энергии в электрическую
Основные процессы преобразования механической энергии в электрическую.
Вектор Умова-Пойтинга для генератора и электродвигателя. Основные
закономерности связи механических напряжений валов механической передачи с
усталостью. Колебания валов механизмов и их гармонический анализ.
Передача электрической энергии.
История вопроса. Повышение напряжения передачи – основной приём снижения
потерь напряжения и энергии. Формула Депре.
Варианты и критерии выбора
Сравнение систем передачи постоянного и переменного тока по качеству.
Однофазная и трёхфазная системы передачи. Эффективность процессов передачи
и её КПД.
Эффективное использование электрической энергии
Электроприёмники как преобразователи электроэнергии в другие виды энергии с
соответствующими
процессами.
Эффективность
электроэнергии
в
промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, быту.
Методы прямого преобразования энергии и соответствующие процессы
Химические методы (электрические батареи, топливные элементы)
Физические методы (фотоэлектрические, термоэлектрические)
Нетрадиционные источники энергии
Солнечная инсоляция. Солнечные тепловые станции. Утилизация избыточной
№ темы
лекции
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Наименование и содержание темы лекции
теплоты.
Геотермальная энергетика и процессы её технического оснащения
Основные схемы и процессы геотермальных энергетических объектов.
Энергетика на базе водорода, спиртов и различных отходов
Особенности физических процессов при получении и использовании водорода и
спиртов.
Ядерная энергетика
Особенности физических процессов при получении и использовании ядерного
топлива. Схемы ядерных электростанций.
Тепловой баланс Земли и экологические проблемы
Влияние человека на энергетические процессы глобального характера
протекающие на Земле.
Коррозия как физический процесс сопутствующий передаче электроэнергии
Кинетика
процессов
коррозии.
Термодинамическая
возможность
электрохимической защиты. Катодная и анодная защиты от коррозии.
Аккумулирование энергии
Механические аккумуляторы (ГАЭС, маховики, сжатый газ). Основные
количественные соотношения для физических процессов.
Аккумулирование энергии
Тепловые аккумуляторы (твёрдые, жидкие). Основные количественные
соотношения для физических процессов.
Аккумулирование энергии
Электрические аккумуляторы (электростатические, электродинамические,
химические). Основные количественные соотношения для физических процессов.