Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов специальности «Автоматизация технологических процессов и производств в пищевой промышленности» (стр. 1 из 3)
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра теоретической электротехники и электрических машин
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению курсовой работы для студентов специальности
«Автоматизация технологических процессов и производств
в пищевой промышленности»
Разработал доц. Степанов А.Л.
Утверждено Советом Электромеханического факультета
Протокол №1 от 09.10 2009
Владикавказ, 2009
Введение
Настоящие методические указания предназначены для оказания методической помощи студентам специальности 210200 «Автоматизация процессов в пищевой промышленности» при выполнении курсовой работы по курсу «Электротехника»
Курсовая работа выполняется в течение 4-го семестра и включает три расчетно-графических задания: «Анализ электрических цепей постоянного тока», «Анализ цепей синусоидального тока», «Анализ трехфазных цепей». Перед выполнением каждого задания студенты обязаны приобрести умения и навыки решения задач на указанные темы, ознакомится с теоретическими положениями соответствующих разделов курса. Рекомендуемая литература приведена в конце данных указаний. Варианты для выполнения курсовой работы приведены в следующей литературе:
· «Электротехника и основы электроники». Методические указания и контрольные задания. – М.: Высшая школа, 1985;
· «Электротехника и основы электроники». Методические указания и контрольные задания. – М.: Высшая школа, 1987.
Конкретная литература по выбору вариантов выполнения курсовой работы определяется преподавателем.
Данные методические указания могут быть полезны студентам неэлектрических специальностей при выполнении домашних расчетно-графических работ.
Ниже приведены типовые примеры выполнения курсовой работы
Задание №1
Расчет цепи постоянного тока
Задана эквивалентная схема замещения цепи постоянного тока и ее параметры. Выполнить следующие действия по ее расчету:
1. Составить систему расчетных уравнений для определения токов в ветвях схемы, используя оба закона Кирхгофа непосредственно (метод законов Кирхгофа);
2. Рассчитать токи в ветвях схемы, используя метод контурных токов;
3. Проверить правильность расчета, определив токи методом двух узлов (методом узлового напряжения);
4. Определить ток, протекающий через
, методом эквивалентного генератора;5. Составить и проверить баланс мощностей.
Пример расчета по заданию №1
На рис. 1 приведена исходная схема замещения цепи постоянного тока, параметры которой заданы
Рис. 1
I. Выполнение первого пункта задания [].
1. Проводим эквивалентные преобразования с целью упрощения расчетов. Объединяем последовательно соединенные
- элементы (рис. 2) 
2. Произвольно задаем положительные направления токов в ветвях схемы (рис.2).
Рис. 2
3. Составляем часть уравнений расчетной системы, используя только первый закон Кирхгофа. Выбираем
узлов на схеме (данная схема содержит 
узла, которые отмечены арабскими цифрами) и для каждого из них составляем уравнение по первому закону Кирхгофа 
4. Всего необходимо составить
уравнений в расчетной системе ( - число неизвестных токов, равное числу ветвей на схеме). Поэтому число уравнений, которое необходимо составить, используя второй закон Кирхгофа, равно 
(для данной схемы 
и 
).4.1. Выбираем
независимых контуров на схеме, в каждом из них произвольно задаем направление обхода контура (отмечено круглыми стрелками на рис.2).4.2. Для каждого из выбранных контуров составляем уравнение, используя второй закон Кирхгофа, а также закон Ома (
) 
5. Полученные уравнения объединяем в систему, которую упорядочиваем
и представляем в матричной форме записи, подставив численные значения параметров схемы
.Первый пункт задания выполнен.
II. Выполнение второго пункта задания [].
1. Используя эквивалентно преобразованную схему (рис.2), произвольно задаем положительное направление реальных токов в каждой ветви схемы (рис.3) (в данном примере они оставлены без изменения).
2. Выбираем
независимых контуров на схеме, в каждом из них произвольно задаем направление контурного тока 
(отмечено круглыми стрелками на рис.3). 
Рис. 3
3. Определяем составляющие системы контурных уравнений:
· собственные сопротивления контуров
; 
; 
;· общие сопротивления между контурами
; 
; 
;· контурные ЭДС, действующие в выбранных контурах
.Знаки слагаемых при определении контурных ЭДС определяются совпадением (+) или несовпадением (–) положительного направления ЭДС источника, входящего в рассматриваемый контур, с направлением контурного тока этого же контура.
4. Составляем систему контурных уравнений. При этом используем для каждого контура второй закон Кирхгофа и принцип наложения (суперпозиции)
На первом месте в левой части уравнений стоят составляющие полного напряжения в контуре, представляющие собой частичное напряжение, вызванное протеканием в рассматриваемом контуре собственного контурного тока. Знак этих слагаемых всегда положителен (+) (условно это можно обосновать тем, что контурный ток рассматриваемого контура «сам с собой всегда совпадает»). Остальные слагаемые представляют собой частичные напряжения, вызванные протеканием контурных токов смежных контуров на общих ветвях с рассматриваемым контуром. Знак этих слагаемых определяется совпадением (+) или несовпадением (–) контурных токов смежных контуров на их общих ветвях.
5. Полученную систему упорядочиваем
и представляем в матричной форме записи, подставив численные значения составляющих системы контурных уравнений
.6. Решаем полученную систему контурных уравнений, используя правило Крамера []:
6.1. Вычисляем главный определитель системы, разворачивая квадратную матрицу контурных сопротивлений по первой строке (следует заметить, что величина определителя не зависит от того, по какой строке или столбцу его разворачивают)
;6.2. Вычисляем дополнительные определители системы, последовательно заменяя столбцы матрицы контурных сопротивлений матрицей-столбцом контурных ЭДС. Каждый дополнительный определитель рассчитываем, разворачивая его по первой строке аналогичным образом
; 
; 
;