Кафедра радіоінженерії

[RE-109] Основи теорії кіл

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Перший (бакалаврський)
Галузь знань	17 - Електроніка, автоматизація та електронні комунікації
Спеціальність	172 - Електронні комунікації та радіотехніка
Освітня програма	172Б РТС - Радіотехнічні інформаційні технології (ЄДЕБО id: 6842)172Б РОС - Радіозв’язок і оброблення сигналів (ЄДЕБО id: 6364)172Б ІТР - Інтелектуальні технології радіоелектронної техніки (ЄДЕБО id: 49229)172Б ІТМР - Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки (ЄДЕБО id: 5627)172Б ІКР - Інформаційна та комунікаційна радіоінженерія (ЄДЕБО id: 49228)172Б РКС - Радіотехнічні комп'ютеризовані системи (ЄДЕБО id: 49227)G5Б РТКС - Радіотехнічні комп'ютеризовані системи (ЄДЕБО id: 83620)
Статус дисципліни	Нормативна
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	2 курс, осінній семестр
Обсяг дисципліни	8 кред. (Лекц. 54 год, Практ. 54 год, Лаб. 18 год, СРС. 84 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Екзамен
Розклад занять	https://rozklad.kpi.ua
Мова викладання	Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Булашенко А. В., Практ.: Михайленко М. В., Лаб.: Булашенко А. В., СРС.: Булашенко А. В.
Розміщення курсу	https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=6180

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Навчальна дисципліна "Основи теорії кіл" (далі ОТК ) тісно поєднує знання в області фізики та математики. Електричні кола використовуються майже в усіх технічних засобах передачі та обробки інформації. Вони виконують різні функції в залежності від призначення. Знання в області теорії кіл, починаючи з елементарних, повинні супроводжувати спеціалістів різних рівнів. Предметом дисципліни ОТК е вивчення як з якісної, так і кількісної сторони стаціонарних та перехідних процесів в електронних колах. В курсі досконало вивчаються процеси в колах з зосередженими та розподіленими параметрами при різних видах струмів та напруг (постійні, гармонічні, довільного виду). Надаються методи досліджень, що легко адаптуються до використання комп’ютерів. Широко застосується апарат схемних функцій з використанням керованих джерел для моделювання кіл з мікросхемами, транзисторами та іншими радіоелектронними компонентами. Математичне моделювання тісно пов’язане з розумінням фізичних процесів. Тому метою навчальної дисципліни "Основи теорії кіл" є формування у студентів компетентностей для дослідження, використання, та розробки пристроїв, що містять електронні кола, і дозволяють виконувати безпосередньо :

розрахунки електричних та електронних кіл постійного та змінного струму (періодичного та неперіодичного), грамотно складати математичні моделі і використовувати для їх обробки засоби обчислювальної техніки;
розрахунки основних параметри різних типів електронних кіл (коливальні контури, чотириполюсники, багатополюсники, довгі лінії, тощо);
аналіз кіл у частотній та часовій областях широко застосовуючи апарат схемних функцій;
формулювання вимог до елементів електронних кіл, виходячи з їхнього функціонального призначення.

Засвоєння навчальної дисципліни ОТК дає студентам:

знання:

основних фізичних процесів в колах постійного та змінного струмів, грамотне застосування схем заміщення , їх математичне моделювання;
основних властивостей електронних кіл та їх елементів при постійному та змінному струмах;
методів розрахунків електронних кіл (традиційних та сучасних) ;
вивчення методик одержання навичок модельного дослідження характеристик функціональних елементів електронних пристроїв.

уміння:

розраховувати режими електронних кіл на постійному та змінному струмі;
широко застосовувати нароблені досвідом попередників інженерні розрахунки та оцінки;

досвід:

виконання розрахунків електронних кіл з широким залученням ПЕОМ;
модельного дослідження характеристик радіоелектронних кіл.

Після засвоєння навчальної дисципліни студенти мають продемонструвати такі програмні компетентності та результати навчання за освітньою програмою (див. на сайті https://osvita.kpi.ua/op):

Загальні компетентності

ЗК 1 Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.

ЗК 2 Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК 4 Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності.

ЗК 8 Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми.

Фахові компетентності

ФК 3 Здатність використовувати базові методи, способи та засоби отримання, передавання, обробки та зберігання інформації

ФК 4 Здатність здійснювати комп'ютерне моделювання пристроїв, систем і процесів з використанням універсальних пакетів прикладних програм.

ФК 15 Здатність проводити розрахунки у процесі проектування споруд і засобів інформаційно-телекомунікаційних мереж, телекомунікаційних та радіотехнічних систем, відповідно до технічного завдання з використанням як стандартних, так і самостійно створених методів, прийомів і програмних засобів автоматизації проектування

Програмні результати навчання

ПРН 1 аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні спеціалізованих задач та практичних проблем телекомунікацій та радіотехніки, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умов

ПРН 13 застосовувати фундаментальні і прикладні науки для аналізу та розробки процесів, що відбуваються в телекомунікаційних та радіотехнічних системах;

ПРН 14 застосовувати основні властивості компонентної бази для забезпечення якості та надійності функціонування телекомунікаційних, радіотехнічних систем і пристроїв;

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Вивчення навчальної дисципліни ОТК ґрунтується на компетенціях, набутих під час вивчення наступних навчальних дисциплін: «Вища математика», «Загальна фізика» (розділ «Електрика та магнетизм»), «Основи метрології». Отримані практичні навички та засвоєні теоретичні знання під час вивчення навчальної дисципліни "Основи теорії кіл" використовується в подальшому під час навчання всіх спеціальних навчальних дисциплін профілю «Електроніка та телекомунікації», що викладаються пізніше, таких, наприклад, як "Процеси в лінійних електронних схемах - ПЛЕС", "Основи теорії телекомунікацій і радіотехніки ", "Електродинаміка та поширення радіохвиль ", "Курсова робота з ПЛЕС". Таким чином дисципліна ОТК є базовою складовою частиною підготовки спеціалістів технічного напрямку Електроніка та телекомунікації .

Необхідними є знання та навички в користуванні:

Текстових редакторів для поліграфічного оформлення розрахунків.
Використання MathCAD для технічних розрахунків і графічного подання їх результатів..
Пошук функціональних елементів за допомогою пошукової системи Google або подібних.
Англійська мова технічного спрямування (для використання англійськомовного програмного забезпечення).

3. Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1. Основні методи розрахунку схем в стаціонарному режимі.

Тема1.1. Кола постійного струму. Основні методи розрахунку.

Тема 1.2. Аналіз кіл у гармонічному режимі.

Тема 1.3. Кола із взаємною індукцією

Розділ 2. Коливальні кола при гармонічному режимі.

Тема .2.1. Поодинокий коливальний контур.

Розділ 3 Кола з параметрами, що розподілені. довгі лінії..

Тема 3.1. Довгі лінії при гармонічному режимі.

Розділ 4. Перехідні процеси в лінійних колах

Тема 4.1. Розрахунок перехідних процесів класичним та операторним методом в колах з зосередженими параметрами

Тема 4.2. Перехідні процеси (ПП) в довгій лінії.

Розділ 5 Схемні функції, чотириполюсники.

Тема.5.1. Схемні функції

Тема 5.2. Прохідні чотириполюсники

4. Навчальні матеріали та ресурси

4.1. Основна література

Основи теорії та комп’ютерне моделювання електронних кіл: навчальний посібник [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 «Телекомунікації та радіотехніка» / В. Д. Сташук, А.В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 6.58 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 400с.
Основи теорії кіл: курс лекцій [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 6.26 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 383с.
Основи теорії кіл: Підручник для студентів вищих навчальних закладів. Ч. 1 / Ю.О. Коваль, Л.В. Гринченко, І.О. Милютченко, О.І. Рибін / За аг. Редакцією В.М. Шокола та В.І. Правди. – Х.: Компанія СМІТ, 2008. – 560.
Основи теорії кіл: Підручник для студентів вищих навчальних закладів. Ч. 2 / Ю.О. Коваль, Л.В. Гринченко, І.О. Милютченко, О.І. Рибін / За аг. Редакцією В.М. Шокола та В.І. Правди. – Х.: Компанія СМІТ, 2008. – 432 с.
Збірник задач з дисципліни «Основи теорії кіл» для студентів радіотехнічного факультету спеціальності 172 Телекомунікації та радіотехніка / Укладачі: А. В. Булашенко, М. І. Ястребов. – К.: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 123с.
Методичні вказівки до виконання роз.-граф. роботи № 1 для студентів напряму підготовки «Радіотехніка» з дисципліни «Основи теорії кіл» / Укладачі А. В. Булашенко, М. І. Ястребов. – К.: НТУУ «КПІ», 2015. – 56с.
Основи теорії кіл. Лабораторний практикум. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко, М.Ф. Мхеян; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 2.1 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 66с.
Основи теорії кіл. Розрахунок лінійних електричних кіл постійного струму. Практикум. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 2.589 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 83с.
Основи теорії кіл. Розрахунок лінійних електричних кіл змінного струму. Практикум. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 1.918 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 62с.
Основи теорії кіл. Розрахунок поодиноких контурів. Практикум. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 1.37 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 52с..
Основи теорії кіл. Розрахунок схемних функцій, чотириполюсників та операторний метод у простих колах. Практикум. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 «Телекомунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 1.72 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 65с.
Основи теорії кіл. Розрахунок довгих ліній. Практикум. [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студентів спеціальності 172 Електронні комунікації та радіотехніка / А. В. Булашенко; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 1.83 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 45с.

4.2. Допоміжна література

Основи теорії електронних кіл: Підручник (друге видання: доопрацьоване і доповнене) / Ю.Я. Бобало, Б.А. Мандзій, П.Г. Стахів, Л.Д. Писаренко, Ю.І. Якименко; За ред. проф. Ю.І. Якименка. – Київ: Видавництво Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”, 2011. – 332 с.
Байдак Ю.В. Основи теорії кіл. Навчальний посібник - К.: Вища школа: Слово, 2009. - 271 с.
Теоретичні основи електротехніки: підручник: у 3 т. / за заг. ред. І. М. Чиженка, В. С. Бойко. - К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2004. - Т. 1.: Усталений режим лінійних електричних кіл із зосередженими параметрами. –272с..
Гумен М.Б. Основи теорії електричних кіл. У 3 кн. Кн. 1. Аналіз лінійних електричних кіл. Часова область: Підручник. / М.Б. Гумен, А.М. Гуржій, В.М. Співак; За ред. М.Б. Гумена. – К.: Вища шк., 2003. – 399.
Гумен М.Б. Основи теорії електричних кіл. У 3 кн. Кн. 2. Аналіз лінійних електричних кіл. Частотна область: Підручник. / М.Б. Гумен, А.М. Гуржій, В.М. Співак; За ред. М.Б. Гумена. – К.: Вища шк., 2004. – 358с .

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

№ з/п	Назва теми лекції та перелік основних питань
Тема 1.1. Введення. Кола постійного струму. Основні методи розрахунку
1	Предмет та задачі курсу, зв'язок з іншими дисциплінами, історія. Основні визначення : струм, напруга, потужність ,коло, схема, граф, вузол. гілка, контур. Класифікація схем. Основні закони ел. Кіл. Види джерел.
2	Закони Кірхгофа. Компоненти еквівалентних схем та їх властивості: R,L,С- компоненти, джерела напруги, струму керовані та некеровані. Навантажувальні характеристики джерел. Застосування законів Кірхгофа та рівнянь компонент (R,L,С) до аналізу схем.
3	Еквівалентні перетворення: послідовне та паралельне з’єднання, перетворення джерел, переніс джерел, зірка-трикутник, теорема компенсації, теорема про еквівалентний генератор.
4	Метод контурних струмів (МКС). Запис у матрицю керованих джерел. Аналіз розв’язку системи рівнянь МКС: вхідні та передатні провідності, принцип суперпозиції, принцип взаємності.
5	Метод вузлових напруг (МВН), запис у матрицю керованих джерел., вхідні та передатні опори, принцип взаємності.
6	Узагальнений метод вузлових напруг, складання матриці провідностей для схем з багатополюсниками, невизначена матриця та її використання. Варіанти складання схем по матрицям Y та Z
Тема 1.2. Аналіз кіл у гармонічному режимі
7	Змінний струм, основні визначення , максимальне ,мінімальне, середнє, діюче значення. Гармонічний струм , основні визначення , середнє і діюче значення для гармонічного струму. Зображення гармонічних функцій проекціями векторів, що обертаються. Поняття векторної діаграми. Активний опір , індуктивність та ємність в колах гармонічного струму. Поняття реактивного опору та реактивної провідності.
8	Послідовне та паралельне з'єднання R,L,C- елементів в колах гармонічного струму. Трикутники напруг та опорів. Трикутники струмів та провідностей. Активні та реактивні складови U. I. Пасивний двополюсник в колах гармонічного струму
9	Метод комплексних амплітуд: зображення гармонічних функцій комплексними числами, поточний комплекс, комплексна амплітуда. Закони Кірхгофа та Ома у комплексному вигляді, комплексні Z.Y (Поняття імпедансу, адмітансу). Розрахунок кіл символічним методом.
10	Потужність в колах гармонічного струму ( миттєва, активна, реактивна, трикутник потужностей). Комплексна потужність, баланс потужностей, умова передачі максимальної активної потужності в навантаження
11	Побудова векторних потенційних діаграм, метод пропорційних величин. Поняття комплексної схемної функції (далі – СФ). Частотні характеристики СФ та іх використання. Розрахунок ЧХ чисельними та символьними методами
Тема 1.3. Кола із взаємною індукцією (НА СРС )
11.1	Явище взаємної індукції, M, Ls, k . ЄРС взаємної індукції, узгоджений та зустрічний напрям струмів, поняття опору зв'язку при гармонічному струмі. Послідовне та паралельне з'єднання індуктивно-зв’язаних котушок.
11.2	Двоконтурна трансформаторна схема, розв'язка, внесені опори. Особливості складання рівнянь методом контурних струмів.
11.3	Повітряний трансформатор. доскональний трансформатор., схеми заміщення реального трансформатору.
Тема .2.1. Поодинокий коливальний контур
12	Задачі частотної фільтрації, поняття резонансу. Послідовний к.к. (контур послідовного живлення): резонансна частота, характеристичний опір, добротність, векторна діаграма. Енергетичні процеси при резонансі . Графічний аналіз ЧХ.
13	Матаналіз ЧХ: види розстроєк, АЧХ та ФЧХ для Z, І, КL:., Кс, Кг, смуга пропускання, інженерні співвідношення. Вплив генератора та навантаження на характеристики КК, засоби зменшення цього впливу. Зведення деяких схем до канонічного КК (інженерний розрахунок).
14	Паралельний КК, канонічна схема, графічний аналіз ЧХ, резонанс струмів. Реальний контур паралельного живлення. Види контурів (1-4 виду), загальні співвідношення для визначення Z. . Контур 1-го виду. визначення резонансної частоти по приблизній та точній формулам, вхідний опір.
14.1***	Коефіцієнт передачі струму Кі, інженерні співвідношення, векторна діаграма, побудова ЧХ напруги на контурі. Розбір РГР СРС
15	Контури 2 і 3-го виду: резонансні частоти, коефіцієнт включення, вхідний опір та його ЧХ, векторні діаграми, струми в гілках. Вплив генератора та навантаження на характеристики КК паралельного живлення.
Тема 3.1. Довгі лінії при гармонічному режимі
16	Основні визначення, види довгих ліній. Первинні параметри. Телеграфні рівняння та їх розв’язок при гармонічному струмі в стаціонарному режимі.
17	Аналіз рівнянь передачі: падаюча та відбита хвилі, довжина хвилі, фазова швидкість, коефіцієнт відбиття. Загальній підхід для дослідження розподілу амплітуд напруги та струму уздовж лінії при різних опорах навантаження. .Вторинні параметри : , , хвильовий опір.
18	Рівняння довгої лінії в гіперболічних функціях та їх вигляд для різних режимів. . Лінія, що навантажена на хвильовий опір.. Детальне дослідження лінії на холостому ході: розподіл амплітуд, фаз. вхідного опору уздовж лінії. Стоячі хвилі. Лінія, що навантажена на реактивний опір.
18.1***	Режим короткого замикання. СРС
19	Лінія, що навантажена на активний опір. Розподіл амплітуд, фаз, вхідного опору уздовж лінії Змішані хвилі. КБХ та КСХ. Лінія, що навантажена на комплексний опір.
20	Узгодження лінії з навантаженням. Лінія як коливальний контур.
Тема 4.1. Розрахунок перехідних процесів класичним та операторним методом в колах з зосередженими параметрами
21	Поняття перехідного процесу, комутації. Закони комутації. Класичний метод розрахунку перехідних процесів (ПП). (На прикладі RL - кола. Включення під постійну та гармонічну напругу, вимкнення).
21.1***	Перетворення Лапласа та його властивості. Зображення по Лапласу деяких типових функцій .
22	Операторні схеми заміщення. Розрахунок ПП операторним методом. Знаходження оригіналу по зображенню. Теорема розкладання..
23	Поняття імпульсної та перехідної характеристики. Знаходження реакції лінійного кола на довільну дію операторним та часовим методом (поняття згортки, інтеграл Дюамеля , різні форми запису).
23.1***	Карта нулів та плюсів. Побудова ЧХ СФ по карті нулів та полюсів. Критерії стійкості СФ. СРС
Тема 4.2. Перехідні процеси (ПП) в довгій лінії.
24	Загальний підхід до дослідження ПП в довгій лінії. Телеграфні рівняння в операторному вигляді, їх розв’язок та аналіз розв’язку: випадок Zн=Zхв.,умова передачі без спотворень.
24.1***	Перехідні процеси в довгій лінії, коли Zн≠Zхв. Багатократні відбиття. Схема для знаходження відбитої хвилі.(правило Петерсена). Включення розімкненої лінії під постійну напругу. СРС
24.2***	Включення лінії під постійну напругу : активне навантаження, коротке замикання, реактивне навантаження.
Тема.5.1. Схемні функції
25	Поняття операторної схемної функції ( СФ ), види СФ та їх застосування. (Основні положення). Знаходження СФ за матрицями Y та Z. Знаходження СФ в явному вигляді від параметру.
Тема.5.2. Прохідні чотириполюсники.
26	Чотириполюсники (ЧТП - двобрамники): основні визначення, класифікація. Системи рівнянь, види параметрів, еквівалентність. Фізичний зміст параметрів ЧТП. Параметри ЧТП, як схемні функції о особливих режимах. Зв'язок між Y, Z, h та A –параметрами ЧТП. Схеми заміщення ЧТП та їх еквівалентність. Лінія як ЧТП.
27	Транзистори, мікросхеми в лінійному режимі як чотириполюсники. (Операційні підсилювачі, гіратори). Схеми з'єднань ЧТП, поняття регулярності, визначення параметрів еквівалентного чотириполюсника по параметрам з’єднаних ЧТП.

Зірочками *** позначений матеріал, що винесений на СРС

Практичні заняття

№ з/п	Назва теми заняття та перелік основних питань
Тема1.1. Кола постійного струму. Основні методи розрахунку
1	Закони Ома та Кірхгофа , їх застосування до аналізу схем. Розрахунок кіл за допомогою еквівалентних перетворень: послідовне та паралельне з’єднання. Подільники I та U. Метод пропорційних величин для постійного струму
2	Перетворення джерел, переніс джерел, зірка-трикутник. Розрахунок кіл за допомогою метода суперпозиції та теореми про еквівалентний генератор, баланс потужностей для постійного струму
3	Метод контурних струмів. Запис у матрицю керованих джерел. Принцип взаємності, малювання схеми за матрицею Z.
4	Метод вузлових напруг, запис у матрицю керованих джерел, узагальнений метод вузлових напруг. Принцип взаємності, малювання схеми за матрицею Y.
5	Передача максимальної потужності в навантаження. (при змінному опорі навантаження та генератора, ККД).
Тема 1.2. Аналіз кіл у гармонічному режимі
6	Змінний струм. Знаходження, середнього, діючого значення. Дії з гармонічними функціями за допомогою векторів. Векторної діаграми.
7	R.L.C - елементи в колах гармонічного струму. Послідовне та паралельне з'єднання цих елементів. Трикутники опорів та провідностей. Послідовні та паралельні схеми двополюсників та їх зв'язок.
8	Розрахунок кіл методом комплексних амплітуд: комплексні числа та дії з ними, форми уяви. Комплексна амплітуда. Використання законів Кірхгофа та Ома у комплексному вигляді, комплексні Z.Y . Комплексні матриці за МКС, МВН, узагальнений МВН, розрахунок АЧХ та ФЧХ.
9	Розрахунок потужностей в колах гармонічного струму ,баланс потужностей, умова передачі максимальної потужності в навантаження. Побудова векторних потенційних діаграм, метод пропорційних величин.
Тема 1.3. Кола із взаємною індукцією тина начисто.
10	Розрахунок кіл із взаємною індукцією.(Розв’язка,складання рівнянь за МКС. Векторні діаграми).
11	Пари. Зведення двоконтурної схеми до одноконтурної за Крамером та методом екв. генератора
Тема .2.1. Поодинокий коливальний контур
12	Розрахунок послідовних КК шляхом зведення до канонічної схеми.
13	Розрахунок паралельних КК шляхом зведення до канонічної схеми
14	Інженерний розрахунок параметрів та побудова ЧХ послідовного та парал. КК. 1-го вигляду.
15	Розрахунок контурів 2 та 3 виду.
Тема 3.1. Довгі лінії при гармонічному режимі
16	Аналіз рівнянь передачі лінії. Пряма та відбита хвилі; побудова розподілу амплітуд напруги уздовж лінії.
17	Аналіз роботи лінії при різних видах навантаження (активне та реактивне).
18	Аналіз роботи лінії при різних видах навантаження (комплексне навантаження).
19	Пари Узгодження лінії з навантаженням
Тема 4.1. Розрахунок перехідних процесів класичним та операторним методом в колах з зосередженими параметрами
20	RC- класичний метод. Знаходження оригіналу(прості полюси — дійсні та комплексні).
21	Операторні схеми заміщення. Розрахунок перехідних процесів операторним методом.
22	Розрахунок реакції на дію операторним методом з використанням схемних функцій.
23	Пари. Розрахунок реакції на дію часовим методом ( інтеграл Дюамеля).
Тема 4.2. Перехідні процеси (ПП) в довгій лінії
24	Включення лінії під постійну напругу при активному навантаженні при різних джерелах на вході. Знаходження відбитої хвилі для різних навантажень операторним та часовим методами.
Тема 5.1. Схемні функції
25	Знаходження схемних функцій та їх аналіз.
Тема 5.2. Прохідні чотириполюсники
26	Визначення параметрів чотириполюсників та їх взаємозв’язок. Побудова схем заміщення чотириполюсників та їхнє використання для розрахунку складних кіл

Лабораторні роботи

Виконання циклу лабораторних робіт передбачено в кількості 5 робіт з загальним часом виконання 18 годин.

Головною метою лабораторних робіт є практичне застосовування набутих знань та прибуткування навиків самостійної роботи з обладнанням. Роботи виконуються згідно з методичними вказівками [6]

Методичні вказівки та протоколи до лабораторних. робіт також надані в електронному вигляді і викладені в електронному кампусі НТУУ «КПІ» і а на платформі Сікорський.

№ з/п	Назва лабораторної роботи	Кількість ауд. годин
1	Основні закони електричних кіл.	3
2	Прості кола гармонічного струму	3
3	Поодинокий коливальний контур.	4
4	Довгі лінії	4
5	Перехідні процеси	4

6. Самостійна робота студента

Студент повинен завчасно готуватись до лекцій та лабораторних занять. Перед лекціями необхідно повторити теоретичний матеріал, що був наданий у попередніх лекціях, або заданий наперед.

Домашні завдання до практичних та лабораторних занять необхідно виконувати до наступного заняття.

З метою кращого засвоєння матеріалу курсу заплановано виконання розрахункової роботи-РГР. Для підготовки до виконання розрахункової роботи слід скористатися рекомендованою літературою, конспектом лекцій, та методичними вказівками до виконання РГР. Індивідуальне завдання на розрахункову роботу надає викладач практичних занять, який також встановлює граничні строки для її здачі. В РГР "Аналіз лінійних кіл постійного та змінного струмів виконується:

Розрахунок триконтурної схеми постійного струму методами контурних струмів та вузлових напруг; перевірка балансу потужностей;
Розрахунок R-L-C – кола методом комплексних амплітуд, побудова векторних та часових діаграм, перевірка балансу активних та реактивних потужностей;
Інженерний розрахунок коливального контуру..

На СРС виноситься проробка деяких теоретичних питань, установка на які надається під час лекції. (позначено *** в переліку лекційних занять).

(вивід формул перетворень зірка-трикутник, коливальний контур 3-го виду, режим короткого замикання довгої лінії та реактивного навантаження).

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Відвідування занять

Відвідування лекційних, практичних та лабораторних занять - згідно «Положенню про організацію освітнього процесу КПІ ім. Ігоря Сікорського.» . Мінімум раз на тиждень викладач проводить консультації з різних питань кредитного модулю. На консультаціях викладач може надавати допомогу з вивчення матеріалу занять, які були з тих чи інших причин пропущені студентами і мають опановувати їх самостійно.

У будь-якому випадку студентам рекомендується відвідувати усі види занять, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються навички, необхідні для виконання домашніх завдань, контрольних та розрахункових робіт.

Пропущені контрольні заходи

Результат для студента, який не з’явився на контрольний захід, є нульовим. При пропуску контрольного заходу з поважної причини студенту надається можливість виконати його (написати МКР, відпрацювати лабораторну роботу) в присутності викладача. Якщо пропуск стався без поважної причини, особливо що стосується лабораторної роботи, то питання її відпрацювання вирішується з викладачем при погодженні з керівництвом кафедри. Пропущений іспит не зараховується незалежно від причин пропуску; у такому випадку студент отримує запис у відомості «не з’явився» ,якщо має право допуску до екзамену , та повинен складати іспит на додатковій сесії.

Оголошення результатів контрольних заходів

Результати виконання МКР оголошуються кожному студенту окремо . При спілкуванні наживо, за бажанням студента, він може отримати пояснення, в яких можна побачити свою оцінку за певними критеріями оцінювання.

Захист виконаного розділу РГР проходить у формі співбесіди з викладачем. Під час захисту студент зобов’язаний вміти пояснити отримані результати та відповісти на головні теоретичні питання за темами розділів. Результати захисту оголошуються студенту у його присутності або в дистанційній формі спілкування та супроводжуються певними коментарями та зауваженнями стосовно помилок. (Дистанційна форма спілкування в системі Discord, Zoom , Ttlegram з відео та звуком).

Результати за виконану лабораторну роботу виставляються по закінченню її виконання та захисту.

Академічна доброчесність

Політика та принципи академічної доброчесності визначені у розділі 3 «Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»». Детальніше: https://kpi.ua/code.

Норми етичної поведінки

Норми етичної поведінки студентів і працівників визначені у розділі 2 «Кодексу честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». Детальніше: https://kpi.ua/code.

Процедура оскарження результатів контрольних заходів

Студенти мають можливість підняти будь-яке питання, яке стосується процедури проведення та/або оцінювання контрольних заходів, та очікувати, що воно буде розглянуто згідно із наперед визначеними процедурами.

Студенти мають право оскаржити результати контрольних заходів, але обов’язково аргументовано, пояснивши, з яким критерієм не погоджуються відповідно до оціночного листа та/або зауважень.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

РСО ведеться за 100- бальною шкалою, що поділяється на дві складові: перша складова - стартова R_C= 50 балів, а друга складова - R_Е=50 балів для оцінювання результатів навчання на екзамені.

Стартова складова складається з поточного контролю: МКР, практичні, лабораторні роботи, РГР:

№ з/п	Контрольний захід	Макс бал	К-ть	Всього
2.	Модульна контрольна робота (тематична)	4	4	16
3.	Робота на практичних заняттях	1	6 тем	6
5.	Лабораторна робота	3	5	15
6.	РГР (оцінки за розділи)	5+4+4		13
	Іспит	50	1	50
	Загалом рейтинг студента RD=R_C+R_E			100

Проміжна атестація студентів (далі – атестація) є календарним рубіжним контролем та проводиться двічі за семестр, на 8-му та 14-му навчальному тижнях кожного семестру. Для одержання першої атестації поточний рейтинг студента повинен бути щонайменше 4 балів, для одержання другої атестації – щонайменше 10 балів.

Семестрова атестація (іспит) проводиться в усній формі зі студентами, які були допущені за результатами роботи протягом семестру. Необхідними умовами допуску є:

семестровий рейтинг R_C ≥ 25;
виконання та захист РГР;
виконання всіх МКР з позитивним балом;
виконання всіх лабораторних робіт.

Рейтингова оцінка RD складається з результатів роботи в семестрі R_C та результатів усного екзамену R_E. RD= R_C+R_E

Студенти, які протягом семестру отримали менше ніж 25 балів, з метою допуску до екзамену мають право підняти R_Е шляхом виконання додаткових завдань. Рейтинговий бал також можна підняти за рахунок перепису МКР не більше одного разу Результати РСО викладач об’являє на останньому занятті.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Питання для підготовки до іспиту.

Основні поняття теорії кіл: коло, струм, напруга, потужність, енергія, граф, гілка, вузол.
Класифікація електричних кіл.
Пасивні та активні елементи електричних кіл.
Основні закони електричних кіл
Еквівалентні перетворення пасивних елементів електричних кіл.
Еквівалентні перетворення джерел електричних кіл.
Метод контурних струмів: алгоритм методу та його доведення, врахування керованих джерел.
Метод вузлових напруг: алгоритм методу та його доведення, врахування керованих джерел.
Принцип суперпозиції, принцип взаємності та теорема компенсації.
Теорема про еквівалентний генератор. Умова передачі максимальної потужності у навантаження.
Гармонічний струм: основні поняття. Розрахунок середнього та діючого значеннь.
Представлення гармонічних коливань векторами, що обертаються. Поняття про векторну діаграму.
Метод комплексних амплітуд. Основні дії над комплексними числами. Комплексна функція та дії з нею.
Пасивні елементи у колах гармонічного струму. Реактивні опрори індуктивності та ємноті.
Послідовне та паралельне з’єднання елементів у колах гармонічного струму. Комплексний опір та провідність. Побудова векторних діаграм таких кіл.
Закони Ома та Кірхгофа у комплексній формі.
Гармонічна та комплексна форми потужності. Баланс потужностей. Добротність гілки.
Передача максимальної потужності у навантаження у колах гармонічного струму.
Побудова векторних діаграм.
Кола з індуктивно зв’язаними елементами. Особливості їх розрахунку.
Трансформатор у колах гармонічного струму: двоконтурна трансформаторна схема та ідеальний трансформатор.
Основні параметри послідовного контуру. Векторна діаграма на резонансній частоті.
Частотні характеристики послідовного контуру: , , . Види розстройки. Смуга пропускання.
Вплив генератора на характеристики контуру та способи його зменшення. Внесений опір.
Основні параметри паралельного контуру. Векторна діаграма на резонансній частоті.
Частотні характеристики паралельного контуру. Вхідний опір , його дійсна та уявна складові. Види паралельних контурів.
Частотні характеристики послідовного контуру першого, другого, третього виду. Векторна діаграма.
Точне значення резонансної частоти послідовного та паралельного контурів.
Поняття про схемні функції та їх види.
Визначення схемних функцій за матрицею опорів та провідностей.
Поняття про чотириполюсники та їх класифікація. Режими роботи чотириполюсників. Системи параметрів чотириполюсників.
Зв'язок між параметрами чотириполюсника (між Y та Z; між Y та h).
Схеми заміщення параметрів чотириполюсників та їх фізичний зміст (Z- параметрів, Y- параметрів, h- параметрів, А-параметрів, F-параметрів).
Схеми з’єднання чотириполюсників, визначення їх загальних параметрів.
Поняття про комутації та перехідний процес. Закони комутації та їх доведення. Наслідки із законів комутації.
Операторний метод: перетворення Лапласа та основні властивості Лапласа.
Функції Дірака та Хевісайда та їх властивості.
Операторні схеми заміщення пасивнихв та активних елементів.
Закони Ома та Кірхгофа в операторній формі.
Знаходження оригіналу.Теорема розкладання для простих коренів та комплексних коренів.
Класичний метод розрахунку перехідних процесів. Загальна методика розрахунку кіл касичним методом. Поняття про вільний та вимушений режими.
Увімкнення RL- та RC-кола під постійну напруги. Поняття про сталу часу кола.
Часові характеристики кола (імпульсна та перехідна) та їх розрахунок.
Часовий метод розрахунку перехідних процесів. Інтеграл Дюамеля.
Кола із розподіленими параметрами та їх класифікація. Телеграфні рівняння та їх виведення.
Первинні та вторинні параметри довгої лінії.
Розв’язок телеграфних рівняння від початку лінії. Аналіз рівнянь передачі: падаюча та відбита хвилі. Довжина хвилі та фазова швидкість
Розв’язок телеграфних рівняння від кінця лінії: аналіз рівнянь передачі від кінця лінії.
Побудова амплітуд розподілу напруги та струму вздовж лінії. Визначення відстані до першого по порядку мінімуму та максимуму.
Рівняння лінії як чотириполюсника.
Режим біжних хвиль: лінія без спотворень та втрат та лінія навантажена на хвильовий опір.
Режим стійних хвиль лінії без втрат: режим холостого ходу та короткого замикання, лінія навантажена на реактивний опір.
Режим змішаних хвиль.
Способи узгодження лінії із навантаженням.
Перехідні процеси в лініях.

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

«Лабораторія основ теорії кіл» №324, 17 корпус КПІ КАФ ТОР . 8 робочих місць (16 чол). Прилади для досліджень : Універсальний лабораторний стенд з живленням; міліамперметри та вольтметри постійного струму , вольтметри гармонічного струму, генератори звукової частоти, генератори стандартних сигналів ГСС, імпульсні генератори, осцилографи двопроменеві. Для кожної роботи виготовлені певні макети (коло постійного струму, коливальні контури, набірні поля для складання RLC кіл, повітряні довгі лінії . Кількість макетів забезпечує одноразове проведення лабораторної роботи по певній тематиці. Лабораторні роботи забезпечені методичними вказівками (електронне видання), протоколами, та готовими файлами Mathcad для виконання певних обчислень.

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Булашенко А. В.; Михайленко М. В.;
Ухвалено кафедрою РІ (протокол № від )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № ______ від ______)