Общие методические указания к выполнению курсовой работы

К выполнению курсовой работы (к.р.) предъявляются следующие требования:

1. К.р. могут быть выполнены в ученических тетрадях или на чистых листах бумаги четвертого формата, обязательно сшитых.

2. Основные действия при выполнении задания должны сопровождаться достаточно подробными пояснениями.

3. Рисунки, графики, схемы, в том числе и заданные условием задачи, должны быть выполнены на отдельном листе бумаги (странице) аккуратно и в удобном для чтения масштабе.

4. В работе следует оставлять поля шириной не меньше 4 см для замечаний рецензента.

5. Вычисления должны быть выполнены с точностью до третьей значащей цифры.

6. Задание должно быть подписано студентом и указана дата.

Не зачтённые к.р. должны быть исправлены и сданы на повторную рецензию вместе с первоначальным вариантом работы и замечаниями рецензента. Исправление ошибок в отрецензированном тексте не допускается. Все исправления должны быть выполнены под заголовком «Исправление ошибок».

При изучении курса «Общая электротехника» и выполнении к.р. рекомендуются учебники и учебные пособия, выпущенные в последние годы, так как в старых изданиях изложение ряда новых вопросов может отсутствовать. Рекомендуется пользоваться одним учебником при изучении всего курса, но когда какой-либо вопрос изложен в нем недостаточно ясно или вовсе не нашел отражения, использовать другой учебник. Целесообразность такого подхода обусловлена и тем, что в учебниках имеется небольшая разница в обозначениях и это может вызвать некоторые затруднения при переходе от одного учебника к другому. Так, например, в одних книгах ЭДС обозначается буквой Е, а в других – Э; потенциал – буквой φ или U. В одних книгах положительное направление отсчета для напряжения между двумя узлами или точками схемы указывается с помощью индексов этих узлов или точек, в других – индексы узлов у напряжения не ставятся, а ставится стрелка и один индекс и т.д.

Рекомендуется, прорабатывая материал, составлять конспект, в который полезно выписывать основные законы, определения и формулы. Конспект оказывает большую помощь при выполнении контрольных заданий и при подготовке к экзаменам.

Работа над к.р. помогает студентам проверить степень усвоения ими курса, вырабатывает у них навык четко и кратко излагать свои мысли. Для успешного достижения этой цели необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Начиная решение задачи, указать, какие физические законы или расчетные методы предполагается использовать при решении, привести математическую запись этих законов и методов.

2. Тщательно продумать, какие буквенные или цифровые обозначения предполагается использовать в решении. Пояснить значение каждого обозначения.

3. В ходе решения задачи не следует изменять однажды принятые направления токов и наименования узлов, сопротивлений, а также обозначения, заданные условием. При решении одной и той же задачи различными методами одну и ту же величину надлежит обозначать одним и тем же буквенным символом.

4. Расчет каждой исходной величины следует выполнить сначала в общем виде, а затем в полученную формулу подставить числовые значения и привести окончательный результат с указанием единиц измерения. При решении системы уравнений целесообразно воспользоваться известными методами упрощения расчета определителей (например, вынесение за знак определителя общего множителя и др.), а иногда и еще проще методом подстановки.

5. Промежуточные и конечные результаты расчетов должны быть ясно выделены из общего текста.

6. Решение задач не следует перегружать приведением всех алгебраических преобразований и арифметических расчетов.

7. Для элементов электрических схем рекомендуется пользоваться обозначениями, применяемыми в учебниках по электротехнике.

8. Каждому этапу решения задачи нужно давать пояснения.

9. При построении кривых выбрать такой масштаб, чтобы на 1 см оси координат приходилось 1 · 10 ^{± n} или 2 · 10 ^{± n} единиц измерения физической величины, где n – целое число. Градуировку осей выполнять, начиная с нуля, равномерно через один или через два сантиметра. Числовые значения координат точек, по которым строятся кривые, не приводить. Весь график в целом и отдельные кривые на нем должны иметь названия.

Внимание! К сдаче экзамена допускаются студенты, выполнившие полностью курсовую работу, решившие все задачи по основным темам курса, и защитившие курс лабораторных работ.

Номер варианта контрольной работы содержит 4 цифры – первая цифра соответствует данным из табл.№1, вторая цифра – данным из табл.№2, третья и четвертая цифра соответствуют варианту схемы из табл.№3.

Список студентов и номера для выбора вариантов задания

№1. Расчет цепи постоянного тока

На рис. 1 представлен граф электрической цепи. Граф содержит 4 узла – a, b, c, d, между которыми включены 6 ветвей – ab, ac, bc, bd, da, dc. Ветви содержат активные и пассивные элементы электрической цепи и обозначены номерами 1…6 (рис. 2). В таблице №1 заданы параметры источников электрической цепи Е1, Е2, J, в таблице №2 заданы параметры пассивных элементов – R, L, C, в таблице №3 заданы варианты компоновки электрической цепи.

1. Полагая, что в цепи с постоянными токами и напряжениями индуктивность имеет нулевое сопротивление, а емкость – нулевую проводимость, изобразить схему, достаточную для расчета параметров режима цепи при постоянных во времени источниках энергии: e₁(t)=E₁, e₂(t)=E₂, J(t)=J.

2. Преобразовать схему до трех контуров, заменив ветви с параллельным и последовательным соединениями резисторов на эквивалентные.

3. Выбрать направления токов в ветвях схемы (в ветвях с источниками ЭДС токи задать по направлению ЭДС).

4. Составить полную систему уравнений состояния цепи по законам Кирхгофа, рассчитать токи всех ветвей и напряжение на источнике тока.

5. Методом контурных токов рассчитать токи всех ветвей и (по второму закону Кирхгофа) напряжение на источнике тока.

6. Методом узловых потенциалов (напряжений) рассчитать токи всех ветвей и (по второму закону Кирхгофа) напряжение на источнике тока.

7. Составить баланс мощностей, вычислив суммарную мощность источников энергии, и суммарную мощность, потребляемую резисторами. Небаланс не должен превышать 3 %.

8. Представить схему относительно ветви №5 с сопротивлением 2Rэквивалентным генератором и определить его параметры (Ег, Rг, Iкз). Графически и аналитически определить ток в сопротивлении 2R.

9. Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, не содержащего источника тока.

10. Результаты расчета токов по трем методам свести в таблицу и сравнить между собой.

№2. Расчет цепи синусоидального тока

Для электрической цепи, схема и параметры которой соответствуют номеру варианта, при параметрах источников В, В, А, f = 50 Гц выполнить следующее:

1. Изобразить схему цепи и обозначить индуктивную связь между катушками, полагая взаимную индуктивность равной М = 0.5*L.

2. Преобразовать схему, заменив ветви с параллельным и последовательным соединениями резисторов на эквивалентные и в общем (буквенном) виде составить полную систему уравнений состояния цепи по законам Кирхгофа в дифференциальной форме.

3. Представить сопротивления ветвей и действующие значения ЭДС и тока источников в комплексной форме и изобразить комплексную схему замещения цепи.

4. В полученной схеме методом уравнений Кирхгофа рассчитать комплексы действующих значений токов ветвей и напряжения на источнике тока.

5. Составить баланс активных и реактивных мощностей источников и потребителей электрической энергии. Небаланс как по активной, так и по реактивной мощностям не должен превышать 3 %.

6. Сделать развязку индуктивной связи, представить схему относительно ветви №5 с сопротивлением 2R эквивалентным генератором и определить его параметры (Eг, Zг ), Рассчитать ток в сопротивлении 2R.

7. Определить показание вольтметра включенного параллельно ветви №6.

8. Построить топографическую векторную диаграмму напряжений, совмещенную с лучевой векторной диаграммой токов для контура с индуктивной связью.

Таблица №1

Таблица №2

Таблица №3