Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

В.И. КАПАЕВ, Н.А. ТАРАСОВА

ОСНОВЫ РАСЧЕТА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА MathCAD

Учебное пособие

по курсу

«Теоретические основы электротехники»

Допущено ученым советом КГЭУ

в качестве учебного пособия для студентов

Казань 2010

УДК 501

ББК 21.211

К19

Рецензенты:

кандидат технических наук, профессор КВВКУ А.А. Варёнов;

кандидат технических наук, доцент Казанского государственного

энергетического университета О.В. Погодицкий

	Капаев В.И., Тарасова Н.А.
К19	Основы расчета электрических цепей с использованием компьютерного математического пакета MathCAD: Учеб. пособие / В.И. Капаев, Н.А. Тарасова. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2010,. – 111 с.
	В пособии даны общие краткие сведения о возможностях компьютерного математического пакета MathCAD и основах работы в его среде при решении задач электротехнического профиля. Учебное пособие соответствует минимуму содержания раздела «Современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ» учебной дисциплины «Теоретические основы электротехники» и может быть использовано студентами для проведения необходимых расчетов и исследований при выполнении расчетно-графических и курсовых работ по дисциплине .

ББК 21.211

УДК 501© Казанский государственный энергетический университет, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ………………………………………………………………5

1.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О MathCAD……………………………………..8

1.1Знакомство с MathCAD……………………………………………………8

1.2. Интерфейс пользователя MathCAD……………………………………11

1.3. Настройка панелей инструментов………………………………………42

2.ОСНОВЫ РАБОТЫ С ПАКЕТОМ MathCAD………………………………47

2.1.Простейшие приемы работы…………………………………………….47

2.1.1.Арифметические операци и ......................................................... 47

2.1.2. Функции……………………………………………………………….50

2.1.3. Работа с комплексными числами……………………………………54

2.2 .Векторы, матрицы и операции с ними…………………………………62

2. 2.1. Векторы и матрицы ………………………………………………….62

2.2.2. Операторы и функции для работы с векторами и матрицами……..65

2.3. Программы-функции…………………………………………………….75

2.3.1. Описание программы - функции и локальной оператор присваивания…………………………………………………………………….75.. 2.3.2. Обращение к программе-функции MathCAD………………………..78

2.3.3. Программирование в программе-функции………………………………………………………………………..80

2.3.4. Программирование в программе-функции разветвляющихся алгоритмов………………………………………………………………………81

2.3.5. Программирование в программе-функции циклических алгоритмов………………………………………………………………………86

2.3.6. Построение амплитудно-частотной характеристики………………………………………………………………….88

2.4 Использование в теоретической электротехнике встроенных функций для расчета рядов и определенных интегралов…………………………………………………………………….90

2.4.1 Расчет численным методом определенных интегралов……………………………………………………………………….90

2.4.2 Встроенная функция для расчета рядов………………………………90

2.4.3 Методика расчета установившихся несинусоидальных токов в линейных электрических цепях ……………………………………………….91.

3.ПРИМЕРЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫЧИСЛЕНИЙ В СРЕДЕ MathCAD………………...100

3.1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока…………...100.

3.2. Расчет линейной электрической цепи синусоидального тока………118

3.3.Расчет переходных процессов………………………………………..137

3.4.Расчет несинусоидальных установившихся токов методом Фурье…………143

3.5.Расчет нелинейных резистивных цепей методом полиномиальной аппроксимации Ньютона……………………………………………………149

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………156