МТИ, теоретические основы электротехники (курсовая работа)

Структура курсовой работы должна включать следующие разделы:

• титульный лист (Приложение 1);

• содержание;

• введение;

• основная часть;

• заключение;

• список использованных источников;

• приложения (при наличии).

Задание включает в себя 10 вариантов схем электрических цепей переменного синусоидального тока, подлежащих расчету, для каждой из которых имеется 10 вариантов значений параметров входящих в её состав элементов.

При оформлении работы необходимо руководствоваться следующими общими требованиями:

1. Работа выполняется на листах формата А4, оформляется в следующем порядке: титульный лист, исходные данные и рассчитываемая схема, содержание задания, выполненные расчеты и диаграммы, использованная литература.

2. В схеме сопротивления Z_k должны быть заменены элементами R_k, L_k или C_k в соответствии с указанными в задании значениями их комплексов.

3. Рисунки, поясняющие ход расчетов, размещаются по тексту записки и нумеруются. Векторные диаграммы выполняются на отдельном листе размером, обеспечивающим удобство их построения и проверки, с указанием соответствующих масштабов для напряжений и токов.

4. Решение следует сопровождать краткими пояснениями. Все расчетные формулы записываются сначала в общем (буквенном) виде, а затем подставляются численные значения соответствующих величин. При первой записи, по ходу пояснительной записки, букв (символов) исходных и рассчитываемых величин (эдс, напряжений, токов, сопротивлений и т.п.), должно быть указано, какой параметр они обозначают и в каких единицах измерения используются в расчетах.

5. При решении следует пользоваться международной системой единиц СИ. В промежуточных формулах наименование величин не указывается. В окончательных результатах обязательно указать единицы измерения, в которых получен ответ.

6. Расчеты выполняются методом комплексных величин (символическим методом). Погрешность результатов по результатам проверки не должна превышать 0,5%.

Не допускается внесение исправлений в проверенную работу. Все исправления и дополнения по замечаниям преподавателя выполняются на последующих чистых листах.

Содержание работы

Для электрической цепи переменного синусоидального тока, соответствующей индивидуальному заданию, необходимо выполнить следующие расчеты и графические построения:

1. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа в интегрально-дифференциальном виде для мгновенных значений напряжений и токов.

2. Выполнить расчет токов в ветвях электрической цепи методом, указанным в варианте задания, с проверкой правильности расчетов посредством баланса мощностей и оценкой их точности.

3. Определить режимы работы источников, имеющихся в заданной электрической цепи.

4. Рассчитать ток в указанной ветви или напряжение холостого хода между заданными узлами методом эквивалентного генератора (МЭГ).

5. Для заданного тока i(t) или напряжения u(t) построить график мгновенных значений.

6. Рассчитать показания ваттметра, включенного в одну из ветвей электрической цепи.

7. Построить векторную диаграмму токов и напряжений для ветви, в которой включен ваттметр.

Выбор варианта задания

1. Электрическая цепь (варианты 0÷9), подлежащая расчету, определяется по последней цифре номера договора (без учета слеша и года) обучающегося, например: номер договора обучающегося 502188/18. Удаляем слеш и год поступления, получаем 502188 – расчетная схема: вариант 8; номер договора обучающегося 502356/18, 502156 – расчетная схема: вариант 6.

2. Численные значения параметров схемы, а именно: действующие значения источников эдс Е _j и токов J _j , их начальные фазы ψ_е , ψ_i, а также комплексы сопротивлений Z _j, угловой частоты ω_j приводятся в таблицах №№ 1÷10, расположенных под соответствующими вариантами расчетных схем. Вариант численных значений параметров схемы определяется по предпоследней цифре номера договора (без учета слеша и года), например: номер договора обучающегося 502188/18, удаляем слеш и год поступления, получаем 502188 – численные значения по варианту 8; номер договора обучающегося 502356 – численные значения по варианту 5.

3. В зависимости от четности суммы двух последних цифр индивидуального номера обучающегося, определяются основной метод расчета электрической цепи: метод контурных токов (МКТ) или узловых потенциалов (МУП). Если сумма четная – МКТ, если нечетная – МУП, например: номер договора обучающегося 502356/18 – сумма нечетная (5+6=11), основной метод МУП; номер договора обучающегося 502188/18 – сумма четная (8+8=16), основной метод МКТ.

4. В зависимости от четности суммы трех последних цифр номера договора обучающегося (без учета слеша и года), определяется для какого параметра (тока i_k(t) или напряжения u_k(t)) необходимо выполнить расчет мгновенного значения методом эквивалентного генератора и построить его график. Если сумма четная – рассчитывается мгновенное значение и строится график  i_k(t), если  нечетная - u_k(t), например: номер договора обучающегося 502188/18 – сумма трех последних цифр нечетная (1+8+8=17), рассчитывается значение и строится график u_k(t); если номер договора 502356/18 – сумма трех последних цифр четная (3+5+6=14) – мгновенное значение и график i_k(t).

5. Ветвь, в которую должен быть включен ваттметр, и для которой следует строить векторную диаграмму, указывается в таблицах №№ 1÷10 следующим образом: W Þ 2, 5, что означает: ваттметр включается в одну из ветвей, расположенную между узлами 2 и 5. Векторная диаграмма строится для тока этой ветви и напряжения U₃₇. Рисунки и таблицы №№ 1÷10 соответствующих вариантов приведены в приложении № 3.

Объем пояснительной записки должен быть не менее 15 - 20 страниц.

Методические указания по выполнению работы

При проведении расчётов электрических цепей переменного синусоидального тока символическим методом рекомендуется использовать действующие значения комплексных величин.

В процессе подготовки и проведения расчётов электрических цепей синусоидального тока необходимо:

- на основе анализа электрической цепи и задания определить порядок решения задачи;

- выбрать (если не указан) рациональный метод расчёта электрической цепи;

- записать в символической форме необходимые для проведения расчётов величины (сопротивления, проводимости, эдс и т.п.);

- на основе выбранного метода составить систему уравнений для расчёта комплексов искомых величин;

- после решения системы уравнений определить комплексы искомых токов в ветвях;

- правильность расчетов токов оценить путем проверки выполнения баланса мощностей;

- по комплексам рассчитанных токов и напряжений определяются их действующие значения, а при необходимости и мгновенные.

Приложение 3

Варианты заданий

Вариант схемы № 0

Таблица 1

Пояснения к таблице 1:

В таблице использованы следующие обозначения:

i₁₃  - рассчитывается мгновенное значение тока через сопротивление  Z ₁₃;

u₃₂ - рассчитывается мгновенное значение напряжения холостого хода между узлами 3 и 2;

Ваттметр: 1, 2 - ваттметр включается в одну из ветвей между узлами 1 и 2;

Вектора: должна быть построена векторная диаграмма для тока, протекающего по ветви с ваттметром, и напряжения между узлами этой ветви.

 .....