УТВЕРЖДАЮ
Заместитель начальника кафедры
Подполковник  внутр. вл.
М.А.Симонова                                                                                                       
«____»____________20__г

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАПИСАНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
по дисциплине «Электротехника и пожарная безопасность электроустановок»
20.05.01   –  
 “Пожарная безопасность”

                                                                       

 Обсуждены на заседании ПМК (секции)
 					    протокол №_____от «      » __________20__ г.  

Санкт-Петербург
2018

Рецензенты:
А.С. Мазур
доктор технических наук
(Санкт-Петербургский Государственный технологический институт);
В.А. Родионов
кандидат технических наук, доцент
(Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России)

        И.Л. Скрипник, С.В. Воронин
Пожарная безопасность электроустановок: Задания и методические рекомендации по выполнению контрольной работы для слушателей заочного обучения по направлению подготовки 20.05.01 – “Пожарная безопасность”/ Под общей ред. Э.Н. Чижикова — СПб: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2018. – 30 с.

Приведенные задания и методические рекомендации по выполнению курсового проекта составлены в соответствии с учебной программой курс ”Электротехника и пожарная безопасность электроустановок” по направлению подготовки 20.05.01 – “Пожарная безопасность” для слушателей заочного обучения. 

Задание включает два этапа:
- расчет транзисторного усилителя
- расчет выпрямителя
Задание для каждого слушателя является индивидуальным. 
Приведены также характерные примеры решения указанных выше задач. 

Задания и методические рекомендации по выполнению курсового проекта рассмотрены и одобрены на заседании кафедры ПБТП “__” _____ ____г., протокол № _.

© Санкт-Петербургский университет
ГПС МЧС России, 2018

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
ВВЕДЕНИЕ
РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ
РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с учебным планом Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России при изучении дисциплины «Электротехника и пожарная безопасность электроустановок» слушатели заочного обучения выполняют письменную контрольную работу. Курсовой проект включает в себя задачу. В настоящем пособии изложены основные требования к оформлению курсового проекта, указаны варианты заданий и приведены методические рекомендации по выполнению расчетов.
Курсовой проект выполняется в отдельной тетради рукописным способом пастой черного, синего или фиолетового цветов, или набирается на компьютере. На каждой странице необходимо оставлять поля.  Текст должен быть написан аккуратно, грамотно, разборчивым почерком.
На обложке проекта необходимо указать номер группы, номер зачетной книжки, фамилию, имя, отчество слушателя, выполнившего работу, а также номер варианта.
При выполнении курсового проекта условия задач переписываются обязательно, четко и правильно. Ответы на вопросы слушатели должны иллюстрировать необходимыми схемами, рисунками или чертежами, которые выполняются карандашом с учетом требований стандартов или в выбранном графическом редакторе.  Не допускается произвольно сокращать слова в тексте и подписях к иллюстрациям.  В конце работы должна быть перечислена используемая литература.
При получении рецензии на выполненную работу, слушатель должен внимательно ознакомиться с замечаниями преподавателя, внести в работу соответствующие исправления, дополнения и уточнения.
Не рецензируются работы:
 - выполненные не по своему варианту; 
 - написанные неразборчивым почерком, неаккуратно или неправильно набранные на компьютере.
Не зачтенный курсовой проект выполняется повторно с учетом замечаний рецензента.
На обложке нового курсового проекта указывают «повторная» и направляют в СПб университет МЧС России вместе с первой работой и рецензией.
Обучающиеся выбирают номер варианта курсового проекта по двум последним цифрам зачетной книжки.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

ТРЕБУЕТСЯ:
1.	Определить и обосновать тип транзистного усилителя. 
2.	Определить и обосновать тип выпрямителя.
3.	Определить сопротивление коллекторной нагрузки.
4.	Определить сопротивление в цепи эмиттера.
5.	Определить емкость конденсатора в цепи эмиттера.
6.	Определить коэффициент усиления каскада по напряжению.

Последняя цифра номера
удостоверения(зачетной книжки)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	
Uвых,В	2.5	4	3	2	1	2.4	4	3	2	1	
Rн,Ом	8	4	4	8	8	4	8	8	4	4	
Uвх, мВ	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	
Rи, Ом	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	
Мн=Мв	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	
(fн-fв),Гц	50 - 20000	

Предпоследняя цифра номера удостоверения(зачетной книжки)	Стpуктуpа	UКБО
(и) В	UКЭО
(и) В	IKmax
(и) мА	РKmax
(т) Вт	h121э	IКБО
мкА	frp
МГц	Кш дБ	№ рис. 	
ГТ313А	p-n-p	15	15	30	0.1	20¸250	£5	³300	-	Т21	
ГТ313Б	p-n-p	15	15	30	0.1	20¸250	£5	³450	-	Т21	
ГТ313В	p-n-p	15	15	30	0.1	30¸170	£5	³350	-	Т21	
ГТ328А	p-n-p	15	15	10	0.05	20¸200	£10	³400	£7	Т7а	
ГТ328Б	p-n-p	15	15	10	0.05	40¸200	£10	³300	£7	Т7а	
ГТ328В	p-n-p	15	15	10	0.05	10¸70	£10	³300	£7	Т7а	
ГТ346А	p-n-p	20	20	10	0.05	10¸150	£10	³700	£3	Т7а	
ГТ346Б	p-n-p	20	20	10	0.05	10¸150	£10	³550	£5.5	Т7а	
ГТ346В	p-n-p	20	20	10	0.05	15¸150	£10	³550	£6	Т7а	
ГТ806А	p-n-p	75	75	15А	2(30)	10¸100	£15 мА	³10	-	Т18	
ГТ806Б	p-n-p	100	100	15А	2(30)	10¸100	£15 мА	³10	-	Т18	
ГТ806В	p-n-p	120	120	15А	2(30)	10¸100	£15 мА	³10	-	Т18	
ГТ806Г	p-n-p	50	50	15А	2(30)	10¸100	£15 мА	³10	-	Т18	
ГТ806Д	p-n-p	140	140	15А	2(30)	10¸100	£15 мА	³10	-	Т18	
1Т813А	p-n-p	100	100	30(40)А	1.5(50)	10¸60	£16 мА	³5	-	Т18	
1Т813Б	p-n-p	125	125	30(40)А	1.5(50)	10¸60	£16 мА	³5	-	Т18	
1Т813В	p-n-p	150	150	30(40)А	1.5(50)	10¸60	£16 мА	³5	-	Т18	
ГТ905А	p-n-p	75	75	3(7)А	(6)	35¸100	£20 мА	³60	-	Т27	
ГТ905Б	p-n-p	60	60	3(7)А	(6)	35¸100	£20 мА	³60	-	Т27	
ГТ906А(М)	p-n-p	75	75	6А	(15)	30¸150	£8 мА	³30	-	Т20 (Т27)	
КТ117А	n-баэа	30	30	50 (1А)	0.3	0.5¸0.7	£1	0.2	-	Т6в	
КТ117Б	n-баэа	30	30	50 (1А)	0.3	0.65¸0.9	£1	0.2	-	Т6в	
КТ117В	n-база	30	30	50 (1А)	0.3	0.5¸0.7	£1	0.2	-	Т6в	
КГ117Г	n-база	30	30	50 (1А)	0.3	0.65¸0.9	£1	0.2	-	Т6в	
КГ201А(М)	n-p-n	20	20	20 (100)	0.15	20¸60	£1	³10	-	Т6а (Т1а)	

КТ3130Г-9	n-p-n	20	20	100	0.1	400¸1000	£0.1	³150	£10	Т13	
КТ3130Д-9	n-p-n	30	30	100	0.1	200¸500	£0.1	³150	£10	Т13	
КТ3130Е-9	n-p-n	20	20	100	0.1	400¸1000	£0.1	³150	£4	Т13	
КТ3130Ж-9	n-p-n	30	30	100	0.1	100¸500	£0.1	³150	£4	Т13	
КТ315А	n-p-n	25	25	100	0.15	30¸120	£0.5	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
КТ315Б	n-p-n	20	20	100	0.15	50¸350	£0.5	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
КТ315В	n-p-n	40	40	100	0.15	30¸120	£0.5	³250	-	Т11(ЭКБ)	
КТ315Г	n-p-n	35	35	100	0.15	50¸350	£0.5	³250	-	Т11(ЭКБ)	
КТ315Г1	n-p-n	35	35	100	0.15	100¸350	£0.5	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
КТ315Д	n-p-n	40	40	100	0.15	20¸90	£0.6	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
КТ315Е	n-p-n	35	35	100	0.15	50¸350	£0.6	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
КТ315Ж	n-p-n	20	20	50	0.1	30¸250	£0.01	³250	-	Т11 ЭКБ)	
КТ315И	n-p-n	60	60	50	0.1	³30	£0.1	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
KT315H	n-p-n	20	20	100	0.1	50¸350	£0.6	³250	-	Т11(ЭКБ)	
КТ315Р	n-p-n	35	35	100	0.1	150¸350	£0.5	³250	-	Т11 (ЭКБ)	
КТ3157А	p-n-p	250	250	30 (100)	0.2	³50	£0.1	³60	-	Т1б (КЭБ)	
КТ316А(М)	n-p-n	10	10	50	0.15	20¸60	£0.5	³600	-	Т6а (Т1а)	
КТ316Б(М)	n-p-n	10	10	50	0.15	40¸120	£0.5	³800	-	Т6а (Т1а)	
КТ316В(М)	n-p-n	10	10	50	0.15	40¸120	£0.5	³800	-	Т6а (Т1а)	
КТ316Г(М)	n-p-n	10	10	50	0.15	20¸100	£0.5	³600	-	Тба (Т1а)	
КТ316Д(М)	n-p-n	10	10	50	0.15	60¸300	£0.5	³800	-	Т6а (Т1а)	

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ВВЕДЕНИЕ

Одной из наиболее важных операций в электронике является усиление. На базе усилителей построены практически все электронные устройства. Усилители электрических сигналов классифицируются по ряду признаков: характеру усиливаемых сигналов; диапазону частот; назначению; электрическим характеристикам усиливаемого сигнала; типу усилительных (активных) элементов.
Современная электроника предъявляет высокие требования к качественным показателям усилительных устройств. Несмотря на существующее многообразие типов ИМС, рассматриваемых как активные усилительные элементы, использование транзисторов во многих случаях практики является более предпочтительным. Так, например, ИМС не всегда могут выдержать конкуренцию в вопросах обеспечения больших уровней сигнала, малых уровней внутренних шумов, заданных верхних граничных частот, в ряде случаев гибкости получения конфигурации схем с качественными различными показателями и др. Проектирование усилительных устройств на транзисторах (дискретных элементах) является основой схемотехнического синтеза микросхем. Кроме того, сочетание при проектировании тех и других усилительных элементов может привести к более изящным техническим решениям, удовлетворяющим поставленным техническим задачам. Таким образом, проектирование усилителей на транзисторах является основой для успешного проектирования современных усилительных и аналоговых устройств.
Усилители частоты, предназначенные для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный диапазон которых лежит в пределах от десятков герц до тысяч килогерц. 
Разрабатываемый усилитель частоты предназначен для усиления электрических сигналов указанного частотного диапазона. Область применения устройства достаточно широка. Оно может быть использовано в качестве узла радиоэлектронной аппаратуры, применяемой в быту или любой другой сфере человеческой деятельности.
Усилители являются одним из самых распространенных электронных устройств, применяемых в системах автоматики и радиосхемах. Усилители подразделяются на усилители предварительные (усилители напряжения) и усилители мощности. Предварительные транзисторные усилители состоят из одного или нескольких каскадов усиления. При этом все каскады усилителя обладают общими свойствами, различие между ними может быть только количественное: разные токи, напряжения, различные значения резисторов, конденсаторов и т. п.
Для каскадов предварительного усилителя наиболее распространены резистивные схемы (с реостатно-емкостной связью). В зависимости от способа подачи входного сигнала и получения выходного сигнала усилительные схемы получили следующие названия:
1) с общей базой ОБ (рис. 1, а);
2) с общим коллектором ОК (эмиттерный повторитель) (рис. 1, б);
3) с общим эмиттером - ОЭ (рис. 1, в).

Параметры	с общей
базой
 (ОБ)	с общим
эмиттером (ОЭ)	с общим
коллектором (OK)	
Коэффициент усиления по напряжению	30—400	30—1000	<I	
Коэффициент усиления по току	<I	10—200	10-200	
Коэффициент усиления по мощности	30—400	3000—30000	10—200	
Входное сопротивление	50—100Ом	200—2000 Ом	10—500 кОм	
Выходное сопротивление	0,1—0,5 мОм	30—70 кОм	50—100 ОМ	

Наиболее распространенной является схема с ОЭ. Схема с ОБ в предварительных усилителях встречается редко. Эмиттерный повторитель обладает наибольшим из всех трех схем входным и наименьший выходным сопротивлениями, поэтому его применяют при работе с высокоомными преобразователями в качестве первого каскада усилителя, а также для согласования с низкоомным нагрузочным резистором.
Таким образом, целью данного курсового проектирования является приобретение практических навыков конструирования электронных схем и опыта моделирования электронных схем на примере разработки схемы усилителя постоянного тока с заданными параметрами.
РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ
Выбираем тип транзистора, руководствуясь следующими соображениями: 
а)     (В), 
Uкэдоп - наибольшее допустимое напряжение между коллектором и эмиттером, приводится в справочниках.

б) 
Выбираем транзистор ГТ313А, для которого
IKmax = 30мА, PKmax = 0,1 Вт, Uкэдоп = 35 В, Вmin = 15, Вmax = 45
Uвых = 2,5 В, Rн = 480 Ом ,  ʄн = 150 Гц ,  = 24 В, Мн = 1,4
 Режим работы транзистора
Для построения нагрузочной прямой находим (рабочую) точку покоя
(0); для этого определим:

=
Вторая точка нагрузочной прямой
;
По полученным значениям строим нагрузочную прямую.

По статическим выходным характеристикам и нагрузочной прямой находим I=7 мА, откуда 

Определяем наибольшие амплитудные значения входного сигнала тока   Iвтmin и напряжения Uвх, необходимые для обеспечения заданного значения Uвых . Задавшись наименьшим значением коэффициента усиления транзистора по току вmin , получаем

Для маломощных транзисторов:    = 0,05 мА
Амплитуда входного тока

По входной статической характеристики (для схемы ОЭ)

Определяем входное сопротивление

Определяем сопротивления делителя напряжения R1 и R2 стабилизирующие режим работы транзистора. 
Рассчитываем сопротивления делителя R1 и R2. Для уменьшения шунтирующего действия делителя на входную цель каскада по переменному току принимают.
R1-2 ≥ (8÷12) Rвх = 1955 Ом     
Где                                             ,    тогда

Определяем коэффициент нестабильности

Емкость разделительного конденсатора Cp

          Емкость конденсатора в цепи эмиттера Cэ

Для полного устранения отрицательной обратной связи необходимо включить Cэ ≥ 20 мкФ.
Коэффициент усиления каскада по напряжению

РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Выпрямитель источника напряжения строится по схеме, и изображенной на рис.  7. Трансформатор Т понижает напряжение сети до 18 В, диоды V1-V4, включенные по мостовой схеме, выпрямляют это напряжение, а конденсатор фильтра Cф сглаживает его пульсации.

Нагрузкой выпрямителя является стабилизатор напряжения питания усилителя  отсюда имеем исходные параметры для расчета выпрямителя
Uн = 18 В
Iн макс = 0,1 А
Далее зная ток нагрузки, определяем максимальный ток, текущий через каждый диод выпрямительного моста:

Здесь А ~ 2.4 
Т. о., для выпрямителя можно использовать диоды серий Д7, Д226, Д229 с любыми буквенными обозначениями, поскольку их средний выпрямленный ток и обратное напряжение значительно больше расчетных.
Выбираем диоды Д226Б.
Обратное напряжение диодов должно быть в 1.5 раза больше напряжения источника питания:

 Емкость фильтрующего конденсатора определяют по формуле

где Kп – коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения – обычно берется равным 001 откуда
Сф = 2000 мкФ
Номинальное напряжения конденсатора Сф берем равным 25В.
Теперь произведем электрический расчет трансформатора блока питания Габаритная мощность трансформатора

Здесь  = 08 – коэффициент полезного действия трансформатора Им мы задаемся
Далее площадь сечения сердечника составит
=1,8 см.
Легко видеть что в данном случае имеет смысл использовать магнитопровод с минимальной площадью сечения сердечника поэтому принимаем магнитопровод УШ15x15 (площадь поперечного сечения принимается равной 2,25 см2).
Далее рассчитываем число витков на 1 вольт

где k берется равным 40 Теперь число витков первичной обмотки

а вторичной

Ток первичной обмотки

Выберем для обеих обмоток провод ПЭВ-2 Диаметр провода первичной обмотки

где p = 069 для выбранного типа провода Диаметр провода вторичной обмотки

Таким образом для первичной и вторичной обмоток трансформатора можно использовать провод диаметром 0,1…0,12 мм

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовом проекте рассмотрен принцип работы многокаскадного усилителя расчетом каждого каскада и построением выходных и входных характеристик. 
При выполнении данноого курсового проекта были найдены тип транзистора, режим работы транзистора, сопротивление коллекторной нагрузки, сопротивление в цепи эмиттера, сопротивление делителя напряжения, емкость разделительного конденсатора, емкость конденсатора в цепи эмиттера и коэффициент усиления каскада по напряжению. 
Рассчитывая усилитель, я усвоил основу работы усилительных устройств и электрических цепей в целом, научился пользоваться справочниками по микроэлектронике. 

ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральный закон Российской Федерации “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности” от 22 июля 2008 г № 123 – Ф3.
2. ГОСТ Р МЭК 600079-0-2011. Национальный стандарт Российской Федерации. Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования.
3. ГОСТ 14254-96. “Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)”.
4. Правила устройства электроустановок. - 7‑е изд., перераб. и доп. – 2009.
5. Правила изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (ПИВРЭ). – М.: Энергия, 1969.
6. Правила изготовления взрывозащищенного электрооборудования (ПИВЭ). – М.: Энергия, 1963.
7. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. РД 34.21.122 – 87/Минэнэрго СССР. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 56 с.
8. Агунов М.В., Маслаков М.Д., Пелех М.Т. Пожарная безопасность электроустановок: Учебник.  СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. – 292 с.
9. Агунов М.В., Маслаков М.Д., Пелех М.Т. Пожарная безопасность электроустановок: Учебное пособие.  СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. – 106 с.
10. Маслаков М.Д., Пелех М.Т., Родионов В.А., Хорошилов О.А. Пожарная безопасность электроустановок. Молниезащита и защита от статического электричества: Учебное пособие. – СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010. – 220 с.
11. Палицын А.Б., Пелех М.Т. Пожарная безопасность электроустановок. Электрооборудование. Часть 1. Электрические машины, электропроводка, осветительные приборы: Учебное пособие. – СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. – 180 с.
12. Черкасов В.Н., Малашенков Г.Н., Ильин А.В. Нормативная и аналитическая оценка соответствия электрооборудования взрывоопасным и пожароопасным зонам: Учеб. Пособие. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. – 139с.
13. Черкасов В.Н., Зыков В.И. Обеспечение пожарной безопасности электроустановок: учебное пособие. – М.:ООО “Издательство Пожнаука”, 2010. – 406с.
14. Лихачев В.Л. Электротехника. Том 1, 2 / В.Л. Лихачев. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003.
15. Лихачев В.Л. Электродвигатели асинхронные / В.Л. Лихачев. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 304с.
16. Алиев И.И. Кабельные изделия: Справочник / И.И. Алиев. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш. Шк., 2004. – 203с.
17. Федеральный закон Российской Федерации от 10 июля 2012 г. N 117-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

Лист регистрации изменений
Номер
изменения	Номера листов	Основание для внесения изменений	
Подпись	Расшифровка подписи	
Дата	Дата введения изменения	
	замененных	новых	аннулированных