Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Варианты курсовых.doc
Скачиваний:
10
Добавлен:
15.01.2021
Размер:
2.28 Mб
Скачать

А. Л. Марченко

Ю. Ф. Опадчий

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

И ЭЛЕКТРОНИКА:

курсовые работы

с методическими указаниями и приме­рами

УДК 621.38

ББК 32.973.26.108.2

М32

Р е ц е н з е н т:

кандидат технических наук, профессор Ю.Е. Бабичев (МИСиС)

М32 Электротехника и электроника: курсовые работы с методическими указаниями и приме­рами. / А.Л. Марченко, Ю.Ф. Опадчий.  М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015.  107 с.: 60х90 1/16 (Высшее образование: Бакавриат, Специалитет). (переплет) ISBN 5-94074-204-8, 200 экз.

Представлены варианты заданий курсовой работы с методическими указаниями, краткими теоретическими положениями и примерами анализа м расчёта электрических цепей. Самостоятель­ное выполнение курсовой работы студентами предусмотрено в разработанной в МАИ унифицированной учебной программе базовой дисциплины «Электротехника и элек­тро­ника», входящей в про­фес­­сио­нальный цикл дисциплин Основных образовательных программ ФГОС ВПО нового поколения под­го­товки бакалавров неэлектротехнических нап­рав­ле­ний и инженеров неэлектротехнических специальностей.

Материал пособия размещен в электронно-библи­о­теч­ной си­стеме (ЭБС) www.znanium.com, которая предоставляет зарегистрированным (непосредственно в ЭБС или в биб­лиотеках вузов) пользователям круглосуточный дос­туп к элек­­тронным изданиям из любой точки мира посредством сети Интернет. Для ра­боты в ЭБС можно использовать ПК и ноутбуки, работающие под уп­равле­ни­ем OS Windows и Unix, а также планшетные компьютеры при наличии на любом из них одного из браузеров: Ope­ra, Mo­zi­lla Firefox, Chrome, Яндекс, Safari.

Табл. 10. Ил. Библиогр. 6 назв.

Курсовая работа КР1

АНАЛИЗ И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КУРСОВОЙ РАБОТЫ КР1

Методические указания к выполнению курсовой работы КР1 «Анализ и расчёт электрических цепей» предназначены для студентов вузов, изучающих базовую дисциплину «Электротехника и электроника» в объёме 7-8 зачётных единиц (252-288 академических часов), включенной в примерные образователь­ные программы ФГОС ВПО нового поколения естественнонаучных профилей подготовки бакалавров и дипломированных специалистов.

В методических указаниях приведены: содержание кур­совой работы КР1 по дисциплине “Электротехника и электроника” (модуль 1 «Электротехника, перечень и варианты заданий, подлежащие выполнению, рекомендации по оформлению отчета по работе, основные теоретические положения, относящиеся к темам заданий курсовой работы, и примеры выполнения отдельных пунктов заданий.

Содержание работы направлено на решение следующих принципиальных вопросов базовой дисциплины «Электротехника и электроника»:

 умение вести топологический анализ электрических цепей и преобразование их участков с целью упрощения схемы и выбора методов анализа в установившихся режимах их работы;

 закрепление навыков применения основных методов анализа и рас­чёта сложных электрических цепей постоянного тока: универсального метода, основанного на использовании за­конов Кирхгофа, метода узловых напряжений (в частности, метода двух узлов) и метода эквивалентного генератора;

 освоение и практическое применение символического метода анализа и расчёта заданного варианта однофазных и трехфазных цепей синусоидального тока;

 активное использование программных сред моделирования электрических цепей на ПК, программ построения векторных диаграмм напряжений и токов в компле­к­сной плоскости и проверки полученных результатов расчёта цепей.

Курсовая работа КР1 состоит из трёх заданий:

З а д а н и е  1.1. Анализ и расчёт электрической цепи постоянного тока (срок сдачи – в конце второго месяца семестра);

З а д а н и e  1.2. Анализ и расчёт однофазной цепи переменного тока (срок сдачи – в конце третьего месяца семестра);

З а д а н и е  1.3. Расчёт трёхфазного приёмника электрической энергии (срок сдачи и защита курсовой работы – в последнюю неделю семестра).

Итоговая оценка (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно) за выполненную, оформленную в соответствии с требованиями к отчету по работе, и защищённую (в комиссии, состоящей обычно из двух преподавателей) курсовую работу заносится в зачётную ведомость учебной части института (деканата) в конце се­местра.

Студент, не выполнивший и не защитивший в текущем семестре курсовую работу, или получивший неудовлетворительную оценку при ее защите (как и не выполнивший в полном объёме лабораторный практикум) к экзамену по дисциплине “Электротехника и электроника” не допускается кафедрой, о чем в соответствующей графе экзаменационной ведомости (напротив фамилии студента) в день экзамена ставится отметка н/к (не допущен к экзамену кафедрой).

Отчет по курсовой работе оформляется на стандартных листах белой бумаги форматом А4, сброшюрованных в папку, на одной стороне листов с полями не менее 25-30 мм, где первая страница обложки может служить титульным листом отчета по работе. В верхней части обложки последовательно указать:

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «МАИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского» (МАТИ)

Кафедра «Теоретическая электротехника»

Ниже (по центру):

Курсовая работа по модулю 1 «Электротехника»

базовой дисциплины для вузов «Электротехника и электроника»"

на тему:

АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Ниже записать полный номер группы (например, 3АСУ-2ДБ-202), фамилию и И.О. студента, полный код расчётного варианта, например, КР1-13 – код 13-го варианта заданий курсовой работы КР1.

Далее, привести данные: Выполнил(а): "___" ­­­__________202__г., подпись студента. Сдано преподавателю на проверку "__"_ ____201__г., проверил: __________ (доцент Иванов И. И.) "___" _______ 202__г.

Внизу листа (по центру) записать имя города и текущий год.

На следующей странице представляется «Аннотация» выполненной работы (не более 2/3 страницы) с краткой характеристикой расчётных схем цепей, используемых методов (законов, правил и т.п.) анализа схем цепей и полученных результатов выполнения заданий.

Например, аннотация к выполненному первому заданию.

«В задании 1.1 проведен расчёт сложной электрической цепи постоянного тока с двумя источниками напряжения и шестью ветвями. При анализе схемы и её расчёте использованы следующие методы: метод законов Кирхгофа, метод узловых напряжений (двух узлов), обобщённый закон Ома и метод эквивалентного генератора. Правильность результатов расчёта подтверждена построением потенциальной диаграммы второго контура цепи и выполнением условия баланса мощностей».

Аналогично даётся аннотация выполненных заданий 1.2 и 1.3 курсовой работы.

На третьей странице записывается тема задания 1.1 курсовой работы и под ней (в скобках) код расчётного варианта задания, например, КР1.1-13. Ниже вычерчивается (с соблюдением ГОСТа 2.721-74) электрическая схема цепи и под ней выписываются из таблицы 1.1 исходные данные для расчёта заданного варианта, например: Е1 = 10 B, Е2 = 35 B, R1 = 15 Ом, R2 = ... и т.д.

Далее, выполняется поэтапный расчёт схемы цепи с соответствующими заголовками каждого этапа (шага), с вычерчиванием необходимых расчётных схем с условно положительными направлениями токов и напряжений ветвей, с записью ура­внений и формул в общем виде с последующей подстановкой численных значений входящих в формулы физических величин и с записью промежуточных результатов расчёта (для поиска возможных ошибок в расчёте преподавателем). Результаты расчётов следует округлять, оставляя не более четырех-пяти значащих цифр, вы­ра­жая числа с плавающей запятой, если они велики или малы.

В н и м а н и е! При вычислении значений исходных данных для расчёта схем цепей (действующих значений ЭДС Е, значений полных сопротивлений Z ветвей) рекомендуется округлить их значения до целых чисел, например, Z = 13/3  4 Ом.

Диаграммы и графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге (или на листах с мелкой сеткой при выполнении работы на ПК) по ГОСТ с использованием равномерных масштабов по осям и с указанием размерностей. Рисунки и диаграммы должны быть пронумерованы и снабжены надписью, например,

Рис. 2.5. Векторная диаграмма напряжений и токов электрической цепи.

Нумерация как рисунков, так и формул – сквозная на всех трёх заданиях!

Далее, прилагаются отчёты выполнения задания 1.2 и задания 1.3.

Сдавать на проверку преподавателю отчёты по каждому заданию рекомендуется на скреплённых листах форматом А4 с последующим их брошюрованием перед защитой работы.

По результатам расчётов и графических построений формулируются выводы по каждому заданию или в конце отчёта – по всей работе. На последней странице отчета студент ставит свою подпись и дату завершения выполнения работы.

В н и м а н и е!

1. Небрежно оформленные работы возвращаются студентам для переоформления. Также преподаватель возвращает отдельным студентам отчеты на доработку с пометками ошибок на листах или с перечнем замечаний и рекомендаций по исправлению оши­бок на титульном листе.

2. После защиты курсовых работ, пояснительные записки студентов групп с отметкой и подписью преподавателя (двух преподавателей) на титульных листах, за­не­сенных также в соответствующую ведомость и в зачётные книжки сту­дентов, сдаются на кафедру для хранения в течение двух лет.

П р и м е ч а н и е. При составлении таблицы 1.1. Варианты задания 1.1 использовалась (с согласия автора) программа Variant 2, разработанная доц., к.т.н. Румянцевой Р.А. (РГГУ, г. Москва), а варианты задания 1.2 и задания 1.3. взяты (с согласия авторов) из работы: Антоновой О.А., Карелиной Н.Н., Румянцевой М.Н. Расчёт электрических цепей (методические указания к курсовой работе по курсу «Электротехника и электроника». – М.: МАТИ, 1997 г.

Задание 1.1 анализ и расчёт электрической цепи постоянного тока

Для заданного в таблице 1.1 варианта:

1 .1.1. Выписать значения параметров элементов цепи и вычертить в соответствии с ГОСТ расчётную схему цепи с обозначением условно положительных направлений токов и напряжений ветвей. Выбор обобщенной схемы цепи (рис. 1.1: а, б, в или г) осуществляется следующим образом. Если заданный преподавателем для выполнения КР1 студенту номер варианта N делится на 4 без остатка (и в варианте №1), то рассчитывается схема рис. 1.1а; при остатке 1 (и в варианте №2) рассчитывается схема рис. 1.1б; при остатке 2 (и в варианте №3)  схема рис. 1.1в; и, наконец, при остатке 3 рассчитывается схема рис. 1.1г.

1.1.2. Провести топологический анализ схемы цепи (определить чис­ло ветвей, узлов и независимых контуров).

1.1.3. Составить необходимое для расчёта цепи число уравнений по первому и второму законам Кирхгофа.

1.1.4. Упростить схему цепи посредством замены пассивного треугольника схемы эквивалентной звездой, рассчитав сопротивления её лучей (ветвей).

1.1.5. Рассчитать упрощенную схему цепи методом узловых напряжений (методом двух узлов).  

1.1.6. Рассчитать ток в указанной в табл. 1.1 ветви исходной схемы методом эквивалентного генератора (МЭГ) и сравнить полученное значение тока со значением, рассчитанным посредством метода двух узлов.

1.1.7. Выполнить проверку расчёта токов и напряжений всех шести ветвей исходной цепи построением в масштабе потенциальной диаграммы одного из контуров, в ветви которого включен хотя бы один источник напряжения, и подтверждением выполнения условия баланса мощностей.

1.1.8. Провести проверку правильности расчёта задания 1.1 (совместно с преподавателем) посредством сравнения полученных данных с данными, рассчитанными по программе Variant, установленной на ком­пь­ютере в специализированной лаборатории (классе) кафедры. Краткая инструкция по работе с программой выводится на рабочее поле дисплея вместе с интерфейсом программы.

1.1.9. Сформулировать выводы по результатам выполненного задания 1.1.

 

Т а б л и ц а  1.1. Варианты задания 1.1 курсовой работы КР1

вар.

E1,

B

E2,

B

E3,

B

E4,

B

E5,

B

E6,

B

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

Ветвь

для

МЭГ

1

16

--

--

30

--

--

4

10

5

6

12

8

3

2

--

--

--

48

24

--

16

12

10

8

5

20

1

3

36

--

16

--

--

--

6

8

4

12

10

16

5

4

--

40

--

25

--

--

12

5

16

4

8

12

5

5

--

--

--

20

40

--

8

10

12

4

15

6

1

6

--

--

24

--

--

36

10

12

4

16

8

5

5

7

20

60

--

--

--

--

6

4

10

12

8

6

4

8

--

--

--

30

--

20

12

10

16

8

20

4

3

9

--

--

36

--

18

--

12

16-

5

10-

4

6

4

10

--

75

--

30

--

--

16

10

20

6

14

12

1

11

--

--

--

36

--

24

10

12

5

6

8

4

3

12

24

--

--

--

12

--

6

16

8

10

4

12

2

13

60

--

30

--

--

--

6

10

8

16

12

6

5

14

--

42

--

--

75

--

20

6

16

12

10

14

1

15

--

--

72

--

40

--

10

12

8

14

16

6

2

16

--

--

--

50

--

30

18

10

16

8

20

5

3

17

36

--

--

--

--

18

6

12

6

10

16

4

5

18

--

--

30

50

--

--

14

16

8

10

12

20

6

19

--

--

60

--

--

36

20

10

8

16

12

6

1

20

40

--

--

--

25

--

8

16

12

10

5

20

3

21

--

120

60

--

--

--

16

10

12

24

18

8

4

22

24

--

50

--

--

--

6

16

8

18

10

12

5

23

--

50

25

--

--

--

12

5

4

14

8

10

6

24

100

--

--

--

50

--

10

24

16

20

8

12

2

25

--

--

--

--

50

100

16

12

20

8

10

15

2

26

30

--

--

--

--

15

6

14

12

16

10

4

4

27

12

--

36

--

--

--

10

4

6

12

6

16

6

28

--

--

--

--

30

48

12

16

10

20

5

18

4

29

48

--

--

24

--

--

6

16

10

5

10

12

2

30

--

60

--

30

--

--

14

10

16

8

12

18

1

31

--

--

72

--

--

36

16

12

8

10

20

6

1

32

--

30

--

20

--

--

10

6

16

4

12

8

5

33

--

--

64

--

15

--

12

10

8

16

6

20

4

34

--

--

10

--

30

--

10

16

4

8

5

12

2

Т а б л и ц а  1.1 (продолжение)

вар.

E1,

B

E2,

B

E3,

B

E4,

B

E5,

B

E6,

B

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

Ветвь

для

МЭГ

35

50

--

--

24

--

--

8

10

12

6

14

16

3

36

--

--

--

--

80

50

24

12

20

16

10

8

4

37

--

24

48

--

--

--

12

6

8

10

20

14

6

38

50

--

--

--

--

25

8

14

10

6

16

5

4

39

--

--

--

28

--

56

16

12

10

20

14

8

5

40

48

24

--

--

--

--

10

5

12

10

20

16

3

41

36

--

--

--

--

72

5

10

20

8

12

6

2

42

--

--

--

48

24

--

18

16

12

10

5

20

1

43

--

--

16

--

60

--

14

12

4

12

10

16

2

44

36

--

--

18

--

--

6

10

12

4

14

8

6

45

--

40

80

--

--

--

12

6

8

18

14

10

5

46

50

--

--

24

--

--

8

20

10

5

12

16

3

47

--

--

--

--

45

25

12

10

6

16

8

6

4

48

--

--

60

--

--

40

24

16

10

20

14

8

2

49

--

--

--

--

16

32

8

6

10

15

5

4

1

50

24

--

--

40

--

--

5

12

20

16

8

10

3

51

10

--

15

--

--

--

5

10

4

6

8

8

5

52

--

--

18

--

--

36

8

16

5

12

10

6

2

53

30

--

--

16

--

--

4

10

8

6

12

16

3

54

--

--

50

--

--

30

10

16

6

12

10

5

5

55

20

30

--

--

--

--

4

5

16

12

8

6

4

56

40

--

--

20

--

--

10

20

12

6

16

14

6

57

--

--

--

40

--

20

8

12

5

10

6

15

2

58

--

--

--

50

30

--

16

10

20

8

5

12

1

59

--

--

--

16

--

24

8

10

6

4

12

5

3

60

25

--

--

--

--

50

5

16

10

20

12

8

4

61

--

--

25

--

50

--

12

10-

5

16-

4

8

4

62

20

40

--

--

--

--

4

6

16

10

8

12

3

63

--

--

36

--

20

--

10

12

4

8

6

5

2

64

--

--

--

80

60

--

16

12

18

10

8

20

1

65

60

--

30

--

--

--

5

10

4

12

6

8

5

66

--

--

20

--

10

--

16

8

5

6

12

10

2

67

--

--

50

--

--

36

8

10

6

16

12

5

1

68

50

--

--

30

--

--

10

20

12

14

6

16

6

69

--

50

100

--

--

--

8

10

16

24

18

12

4

Т а б л и ц а 1.1 (продолжение)

вар.

E1,

B

E2,

B

E3,

B

E4,

B

E5,

B

E6,

B

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

Ветвь

для

МЭГ

70

30

--

--

20

--

--

5

12

10

6

15

16

3

71

--

40

20

--

--

--

8

6

4

14

12

10

6

72

--

--

80

40

--

--

20

12

10

6

16

8

1

73

--

--

--

--

90

45

18

12

10

20

8

6

2

74

15

--

--

--

--

30

5

20

12

14

16

10

4

75

--

20

10

--

--

--

12

5

8

16

6

20

6

76

76

--

50

--

30

--

--

10

8

16

8

20

12

77

77

24

--

--

44

--

--

5

12

10

6

15

8

78

78

48

--

24

--

--

--

10

20

6

16

12

10

79

79

--

--

36

--

--

16

8

10

4

6

12

5

80

80

--

75

--

45

--

--

24

8

18

6

20

16

81

--

--

25

--

45

--

10

12

6

16

8

14

4

82

--

--

30

50

--

--

18

10

6

8

14

16

6

83

30

--

--

24

--

--

4

12

10

6

8

20

3

84

36

--

--

--

18

--

8

20

10

12

6

16

2

85

--

48

24

--

--

--

10

8

6

12

16

14

6

86

--

20

--

40

--

--

10

6

12

16

8

14

1

87

--

--

--

18

--

36

12

16

20

8

10

8

5

88

--

--

30

--

50

--

10

16

6

20

8

12

3

89

72

--

--

--

--

36

8

12

20

8

16

6

2

90

--

30

--

75

--

--

12

6

16

10

14

8

1

91

--

--

24

--

10

--

10

12

5

8

6

4

2

92

50

--

--

--

30

--

8

20

10

12

4

16

2

93

--

80

40

--

--

--

16

8

6

16

10

20

5

94

--

--

36

--

--

18

10

12

6

16

8

4

5

95

--

--

--

--

15

25

12

10

6

8

3

5

4

96

--

--

--

20

--

30

8

18

10

4

12

6

3

97

--

--

--

--

36

18

10

8

12

16

6

4

1

98

--

--

--

24

48

--

12

16

10

5

8

20

1

99

16

--

--

--

--

36

4

10

16

12

8

6

5

100

--

25

--

40

--

--

16

5

12

8

20

10

5

Прочерк (--) в полях таблицы означает отсутствие данного источника

напряжения Ek в схеме цепи

Соседние файлы в предмете Электротехника