2. Произвольно задаем положительные направления токов в ветвях схемы (рис.2).
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»
Разработал доц. Степанов А.Л.
Утверждено Советом Электромеханического факультета
Протокол №1 от 09.10 2009
Владикавказ, 2009
Введение
Настоящие методические указания предназначены для оказания помощи студентам специальности 220301.65 «Автоматизация технологических процессов и производств» при выполнении курсовой работы по курсу «Электротехника»
Курсовая работа выполняется в течение 4-го семестра и включает три основных расчетно-графических задания: «Анализ электрических цепей постоянного тока», «Анализ цепей синусоидального тока», «Анализ трехфазных цепей». Также данная курсовая работа включает два дополнительных расчетных задания: «Анализ магнитных цепей» и «Анализ переходных процессов».
Перед выполнением каждого задания студенты обязаны приобрести умения и навыки решения задач на указанные темы, ознакомится с теоретическими положениями соответствующих разделов курса.
Варианты и примеры выполнения основных расчетных заданий приведены в данных методических указаниях. Варианты выполнения дополнительных расчетных заданий приведены в книге
«Теоретические основы электротехники». Методические указания и контрольные задания для студентов – заочников технических специальностей вузов. Под ред. Л.А. Бессонова. – М.: Высшая школа, 1987.
Номер варианта расчетного задания для каждого студента определяется преподавателем.
Рекомендуемая литература, полезная при выполнении курсовой работы, приведена в конце данных указаний.
Данные методические указания также могут быть полезны студентам металлургического факультета специальностей 220301.65 «Теплофизика, автоматизация и экология», 130405.65 «Обогащение полезных ископаемых», 261001.65 «Технология художественной обработки материалов» при выполнении домашних расчетно-графических работ. Кроме этого данные методические указания могут быть полезны студентам других неэлектрических специальностей института при выполнении практических заданий по курсам «Общая электротехника», «Электротехника и электроника», «Электротехника и электроснабжение в строительстве».
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 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.