Программа Физика ИЭЭ

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Институт электроэнергетики (ИЭЭ)

___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Профиль подготовки: бакалавриат

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИЭЭ

________________ П.А. Бутырин

«____»_________________ 2015 г.

Учебная программа по дисциплине

ФИЗИКА

Цикл:	математический и естественнонаучный
Часть цикла:	базовая
№ дисциплины по учебному плану:	Б2.2
Часов (всего) по учебному плану:	360
Трудоёмкость в зачётных единицах:	1 семестр – 4 2 семестр – 6 всего – 10
Лекции	1 семестр – 34 часа 2 семестр – 38 часов всего – 72 часа
Практические занятия	1 семестр – 34 часа 2 семестр – 38 часов всего – 72 часа
Лабораторные работы	1 семестр – 16 часов 2 семестр – 18 часов всего – 34 часа
Аудиторные консультации по курсовым проектам (работам)	учебным планом не предусмотрены
Самостоятельная работа	1 семестр – 24 часа 2 семестр – 86 часов всего – 110 часов
включая:
расчётные задания	2 семестр – 18 часов самостоятельной работы
рефераты	учебным планом не предусмотрены
курсовые проекты (работы)	учебным планом не предусмотрены
Экзамены	1 семестр – 36 часов 2 семестр – 36 часов

Москва - 2015

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины является изучение основных физических объектов, явлений и законов.

Задачами дисциплины являются:

• получение фундаментального образования, способствующего дальнейшему развитию личности и освоению технических дисциплин;

• обучение анализу физической сущности явлений различной природы.

В процессе освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

• способность демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовность использовать основные законы физики в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

• готовность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способность привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);

• способность выполнять численные и экспериментальные исследования, проводить обработку и анализ результатов (ПК-14);

• способность использовать технические средства для измерения основных параметров электроэнергетических и электротехнических объектов и систем и происходящих в них процессов (ПК-18);

• способность к дальнейшему обучению на втором уровне высшего профессионального образования, получению знаний в рамках одного из конкретных профилей в области научных исследований и педагогической деятельности (ПК-33).

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.2 основной образовательной программы (ООП) подготовки бакалавров по профилю «Электроэнергетические системы и сети» направления 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика» и «Математика» в объёме школьной программы.

Результаты образования, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении следующих дисциплин: «Экология», «Теоретические основы электротехники», «Электротехническое материаловедение», «ТЭС и АЭС», «Гидроэнергетические установки», «Нетрадиционные источники энергии», «Безопасность жизнедеятельности», «Электрические станции и подстанции», «Электроснабжение», «Информационно-измерительная техника», «Электроника», «Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах», «Воздушные линии электропередачи», выполнении выпускной квалификационной работы бакалавра, а также для продолжения обучения по магистерским программам направления 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника.

3. ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

знать:

• основные физические явления, законы механики и их математическое описание (…):

• основные понятия механики, связь свойств-пространства-времени и законов сохранения, различие между классической и релятивистской механикой, механический принцип относительности;

• характеристики движения материальной точки и твёрдого тела, их связь, закон движения;

• законы Ньютона и входящие в них величины, понятие центра масс механической системы и теорему о движении центра масс;

• основные понятия динамики твёрдого тела, основное уравнение динамики вращательного движения;

• энергетические характеристики движения, сохраняющиеся величины и законы сохранения;

• преобразования Лоренца и следствия из них;

• основные физические явления, законы теплотехники и их математическое описание (…):

• постулаты молекулярно-кинетической теории, характеристики и методы исследования макросистем;

• модель идеального газа, уравнение состояния идеального газа, основное уравнение МКТ;

• I, II, III начала термодинамики и величины, в них входящие, понятие о политропных процессах;

• тепловые машины, КПД теплового двигателя;

• статистический и термодинамический смысл энтропии;

• распределение Максвелла-Больцмана;

• модель реального газа Ван-дер-Ваальса, уравнение Ван-дер-Ваальса, фазовые переходы, критическое состояние вещества;

• эмпирические законы и молекулярно-кинетическое обоснование явлений переноса;

• основные физические явления, законы электротехники и их математическое описание (…):

• электрическое поле, электрический заряд, уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной форме;

• закон Кулона, характеристики электростатического поля в вакууме и в веществе, электрическую ёмкость, энергию электрического поля;

• электрический ток и его характеристики, различные формулировки закона Ома и параметры, входящие в него;

• характеристики магнитного поля в вакууме и в веществе, закон Био-Савара, законы Лоренца и Ампера;

• магнитный поток, работу магнитного поля, явление электромагнитной индукции (самоиндукции, взаимной индукции), закон Фарадея-Максвелла, индуктивность, энергию магнитного поля;

• классификацию веществ по отношению к магнитному полю, природу пара-, диа- и ферромагнетизма;

• виды колебаний, дифференциальные уравнения свободных незатухающих, свободных затухающих и вынужденных колебаний и их решения;

• бегущую волну и её характеристики, волновое уравнение, свойства электромагнитных волн;

• основные физические явления, законы оптики и их математическое описание (…):

• волновые оптические явления: интерференцию, дифракцию волн, характеристики и методы получения поляризованного света, методы получения когерентных волн;

• виды взаимодействия света с веществом: рассеяние, поглощение, дисперсию.

уметь:

• определять, какие законы механики обусловливают явления или процессы в устройствах различной физической природы, и выполнять применительно к ним простые технические расчёты (…):

• выбирать механическую систему и систему отсчёта при решении конкретных задач;

• выбирать систему координат, рассчитывать характеристики движения материальной точки и твёрдого тела;

• применять законы Ньютона к решению задач динамики материальной точки;

• рассчитывать момент инерции твёрдого тела относительно оси, применять основное уравнение динамики вращательного движения к решению задач динамики твёрдого тела;

• применять законы сохранения при решении задач по механике;

• определять, какие законы теплотехники обусловливают явления или процессы в устройствах различной физической природы, и выполнять применительно к ним простые технические расчёты (…):

• рассчитывать термодинамические параметры идеального газа, строить графики равновесных термодинамических процессов;

• рассчитывать работу, изменение внутренней энергии, количество теплоты, теплоёмкость газа в политропном процессе;

• рассчитывать КПД теплового двигателя (рабочее тело – идеальный газ);

• рассчитывать изменение энтропии термодинамических систем;

• применять распределение Максвелла и барометрическую формулу;

• рассчитывать среднюю длину свободного пробега молекулы идеального газа и связанные с ней величины;

• определять, какие законы электротехники обусловливают явления или процессы в устройствах различной физической природы, и выполнять применительно к ним простые технические расчёты (…):

• рассчитывать силовые характеристики и потенциал электростатического поля в вакууме, проводнике и диэлектрике, рассчитывать ёмкость конденсатора и энергию электрического поля;

• рассчитывать параметры неразветвлённых электрических цепей;

• рассчитывать силовые характеристики магнитного поля, силу с которой магнитное поле действует на движущийся заряд и ток;

• рассчитывать магнитный поток, работу магнитного поля, ЭДС индукции, индуктивность проводника, энергию проводника с током, магнитного поля;

• выводить волновое уравнение из уравнений Максвелла; рассчитывать характеристики бегущей электромагнитной волны;

владеть:

• методами анализа физических явлений в технических устройствах и системах (…);

• методикой нахождения физических величин с использованием законов динамики и законов сохранения (…);

• методами расчёта термодинамических параметров идеального газа (…);

• методами расчёта напряжённости и потенциала электростатического поля в вакууме и веществе (…);

• методами расчёта индукции магнитного поля в вакууме, индукционного тока (…);

• навыками применения основных измерительных приборов для измерения физических величин (…);

• навыками планирования, проведения и обработки результатов физического эксперимента (…).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ