Методическое руководство по выполнению курсовой работы
Допущено в качестве пособия для выполнения
курсовой работы для студентов очной и заочной
форм обучения по специальности
«Бытовая радиоэлектронная аппаратура»
решением Учёного совета РТИСТ.
Протокол № от июня 2010 г.
Ростов-на-Дону
Руденко Н.В.Основы теории цепей. Методическое руководство по выполнениюкурсовой работы. Ростов-на-Дону: РТИСТ ЮРГУЭС, 2010. – 24 с.
Руководство предназначено для студентов механико-технологического факультета очной и заочной формы обучения, обучающихся по специальностям “Бытовая радиоэлектронная аппаратура”. Содержащиеся в руководстве индивидуальные варианты, методические указания и примеры позволяют студентам получить практические навыки по расчёту линейных электрических цепей гармонического тока методами контурных токов и узловых напряжений с применением комплексных чисел.
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент А.П. Лапсарь
кандидат технических наук, доцент А.В. Елисеев
Ответственный редактор
доцент Н.В. Руденко
Руденко Н.В. Издательство РТИСТ ЮРГУЭС 2010
Содержание
1 Исходные данные и выбор варианта ………………………………..4
2 Содержание курсовой работы……..…………………………………9
3 Методические указания………………………………………..…….9
4 Примеры выполнения работы……………………………………...10
4.1 Расчет методом контурных токов……..…………………………10
4.2 Расчет цепи методом узловых напряжений……………………..18
5 Литература…………………………………………………………...20
Приложение А. Образец оформления титульного листа……………21
Приложение Б. Образец оформления задания……………………….22
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ВЫБОР ВАРИАНТА
Целью курсовой работы является закрепление теоретического материала по темам «Анализ линейных цепей с постоянными параметрами при гармоническом воздействии» и «Методы анализа сложных цепей», а также усвоение методики и приобретение практических навыков расчета сложных электрических цепей.
Выполненное задание представляется в сброшюрованном виде на листах формата А4 (297х210 мм).
Вид титульного листа и задания на работу приведены в Приложении. Все записи, таблицы, схемы должны выполняться с соблюдением требований ЕСКД. В конце оформленной курсовой работы должна стоять подпись студента.
В курсовой работе студентам предлагается решение одной и той же задачи двумя методами: методом контурных токов и методом узловых напряжений с применением комплексных чисел.
Обобщенная схема электрической цепи изображена на рисунке 1. Она состоит из пяти ветвей, в состав каждой из которых входят резистор 
, катушка индуктивности 
и конденсатор С. Кроме того, в ветвях 3 и 4 содержатся источники ЭДС.
ЭДС источников изменяются по законам:
;
.
Рисунок 1 – Обобщенная схема электрической цепи
Значения элементов ветвей приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Значения элементов ветвей электрической цепи
| Ветвь 1 | Ветвь 2 | Ветвь 3 | Ветвь 4 | Ветвь 5 | ||||||||||
| R, Ом | L, мГн | C, нФ | R, Ом | L, мГн | C, нФ | R, Ом | L, МГн | C, нФ | R, Ом | L, мГн | C, нФ | R, Ом | L, мГн | C, нФ |
В таблице 2 приведены варианты задания на курсовую работу. В данной таблице на пересечении номера варианта и номера ветви указано обозначение того элемента, который присутствует в этой ветви. Таким образом, в каждой ветви для конкретного варианта будет только один пассивный элемент.
Номер варианта соответствует двум последним цифрам номера студенческого билета (номера зачётной книжки).
Таблица 2 – Варианты задания на курсовую работу
| Номер варианта | Ветвь 1 | Ветвь 2 | Ветвь 3 | Ветвь 4 | Ветвь 5 |
| R | C | C | L | L | |
| L | L | C | R | R | |
| R | L | L | L | L | |
| L | R | R | R | R | |
| C | R | R | L | R | |
| R | C | L | C | R | |
| C | L | C | R | C | |
| C | R | L | L | R | |
| L | L | R | L | R | |
| R | C | C | R | L | |
| C | C | R | L | C | |
| R | L | C | R | R | |
| L | C | C | R | L | |
| R | L | C | C | L | |
| C | R | C | L | L | |
| L | L | R | L | L | |
| L | R | L | L | R | |
| C | L | C | C | R | |
| L | C | R | C | C | |
| C | C | C | R | R | |
| L | C | R | C | C | |
| R | L | L | R | L | |
| R | C | R | C | L | |
| L | R | R | L | L | |
| L | C | L | R | C | |
| L | L | C | L | R | |
| C | L | R | C | L | |
| L | C | L | C | C | |
| L | C | C | C | L | |
| L | R | C | C | L | |
| C | R | C | R | L | |
| L | R | L | C | C | |
| R | R | L | R | L | |
| C | R | C | L | L | |
| R | C | C | R | L | |
| C | R | R | R | R | |
| R | L | C | L | L | |
| C | R | C | R | C | |
| R | R | L | C | R | |
| L | L | C | C | R | |
| L | R | R | L | R | |
| C | C | R | R | R | |
| C | R | C | L | C | |
| C | R | C | C | C | |
| R | R | C | R | C | |
| C | C | R | L | C | |
| C | L | R | R | R | |
| R | L | C | C | R | |
| L | R | L | C | C | |
| C | R | R | C | L | |
| C | C | L | L | C | |
| R | C | C | L | C | |
| L | C | L | C | R | |
| L | C | C | L | R | |
| C | C | L | L | L | |
| R | L | R | L | R | |
| L | R | R | R | C | |
| C | C | R | L | C | |
| R | C | R | R | L | |
| C | L | L | C | C | |
| C | R | R | L | C | |
| C | L | C | R | L | |
| L | L | C | L | R | |
| L | L | C | C | L | |
| R | C | L | R | L | |
| C | L | L | R | L | |
| L | R | C | L | R | |
| C | R | C | R | R | |
| C | L | C | C | L | |
| L | R | L | R | C | |
| L | R | C | C | C | |
| L | L | R | R | L | |
| C | C | L | C | R | |
| L | L | C | R | L | |
| R | R | L | R | R | |
| L | R | C | C | C | |
| R | R | L | L | L | |
| C | R | C | L | L | |
| C | C | L | R | R | |
| R | C | L | L | C | |
| C | L | L | L | C | |
| R | R | C | C | R | |
| L | R | L | C | C | |
| R | C | L | L | C | |
| R | R | C | R | L | |
| R | R | R | L | C | |
| R | R | C | L | C | |
| R | C | L | R | R | |
| C | R | L | L | R | |
| C | R | C | L | C | |
| C | C | L | L | R | |
| C | R | C | R | R | |
| C | C | R | C | C | |
| C | R | C | R | L | |
| C | R | L | C | C | |
| C | R | L | L | L | |
| L | C | L | L | R | |
| C | R | R | R | C | |
| R | R | R | L | C |
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа предусматривает решение одной задачи, в которой для заданного варианта необходимо:
- изобразить расчетную и комплексную схемы замещения электрической цепи для своего варианта, обозначив входящие в нее элементы;
- рассчитать методом контурных токов и узловых напряжений токи в ветвях и падения напряжений на элементах цепи;
- записать их аналитические выражения для мгновенных значений;
- проверить выполнение 1 и 2 законов Кирхгофа.
С целью выяснения глубины усвоения материала по теме и привития навыков публичного выступления по техническим вопросам, после представления работы производится ее защита в присутствии других студентов.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для успешного выполнения курсовой работы студенту необходимо восстановить в памяти следующий теоретический материал:
- способы представления гармонических электрических величин и метод комплексных амплитуд;
- законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме;
- сущность методов контурных токов и узловых напряжений расчета линейных электрических цепей;
- методы решения систем линейных алгебраических уравнений, в том числе и с комплексными коэффициентами.
Рекомендуется следующая последовательность выполнения задания.
1. Изображение расчётной схемы замещения электрической цепи для выбранного варианта.
2. Изображение комплексной схемы замещения.
3. Выбор положительных направлений токов в ветвях.
4. Выбор направления обхода и обозначение независимых контуров или независимых узлов.
5. Запись системы уравнений для расчета контурных токов (узловых напряжений) в общем виде.
6. Расчет сопротивлений (проводимостей) элементов схемы на указанной частоте.
7. Расчет собственных и взаимных сопротивлений (проводимостей).
8. Расчет контурных токов (узловых напряжений).
9. Расчет токов в ветвях и напряжений на элементах.
10. Проверка правильности решения задачи на основе законов Кирхгофа для каждого контура и узла.
11. Запись результатов (мгновенных значений токов и напряжений).
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ