
- •Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
- •Предисловие
- •1.Основные сведения о MathCa
- •1.1.Знакомство с MathCa
- •1.2. Интерфейс пользователя MathCad Рабочее окно
- •Главное меню
- •Состав команд меню File (Файл)
- •Состав команд меню Edit (Правка).
- •Состав команд меню View (Вид)
- •Состав команд меню Insert (Вставка)
- •Hiperlink… [Ctrl-k] (Гиперсвязь):
- •Состав команд меню Format (Форматирование)
- •Состав команд меню Math (Математика)
- •Состав команд меню Symbolic (Символика)
- •Состав команд меню Window (Окно)
- •Состав команд меню Help (Справка)
- •Панели инструментов
- •Стандартная панель (Standard)
- •Панель форматирования (Formatting)
- •1.3. Настройка панелей инструментов
- •2.Основы работы с пакетом MathCad
- •2.1.Простейшие приемы работы
- •2.1.1.Арифметические операции
- •2.1.2.Функции
- •4 Обратные гиперболические функции
- •2.1.3.Работа с комплексными числами
- •Найдём погрешность по напряжениям
- •2.2. Векторы, матрицы и операции с ними
- •2.2.1 Векторы и матрицы
- •2.2.2 Операторы и функции для работы с векторами и матрицами
- •Max(V)- возвращает максимальный элемент
- •Для нахождения вектора искомых токов записываем
- •В матричной форме эта система запишется
- •2.3. Программы-функции
- •2.3.1. Описание программы - функции и локальной оператор присваивания
- •2.3.2. Обращение к программе-функции MathCad
- •2.3.3. Программирование в программе-функции
- •2.3.4. Программирование в программе-функции разветвляющихся алгоритмов
- •2.3.5. Программирование в программе-функции циклических алгоритмов
- •2.3.6. Построение амплитудно-частотной характеристики
- •2.4 Использование в теоретической электротехнике встроенных функций для расчета рядов и определенных интегралов
- •2.4.1 Расчет численным методом определенных интегралов
- •2.4.2 Встроенная функция для расчета рядов
- •2.4.3 Методика расчета установившихся несинусоидальных токов в линейных электрических цепях
- •3.Примеры электротехнических расчетов при использовании вычислений в среде MathCad
- •3.1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока
- •Корни системы уравнений
- •Вводим исходные данные
- •2.Решение задачи c помощью блока решений Given:
- •3.2. Расчет линейной электрической цепи синусоидального тока
- •Найдём погрешность по напряжениям
- •Д ля нахождения вектора искомых токов записываем
- •В матричной форме эта система запишется
- •3.3.Расчет переходных процессов
- •Решим задачу классическим методом. Задание значений параметров элементов цепи:
- •Напряжение на ёмкости c1 было равно e
- •Построение исходного графика зависимости эдс источника от времени (рис.3.28).
- •3.5.Расчет нелинейных резистивных цепей методом полиномиальной аппроксимации Ньютона
- •Из рис.3.36 следует, что уже на 10-й итерации итерационный процесс достигает требуемой точности.
- •Библиографический список
- •Капаев Владимир Иванович Тарасова Наталья Александровна
Из рис.3.36 следует, что уже на 10-й итерации итерационный процесс достигает требуемой точности.
Пример 3.11.Расчет разветвленной нелинейной цепи.
Задана
схема разветвленной нелинейной цепи
(рис.3.37) с параметрами линейных элементов:
,
,
,
.
Рис. 3.37. Схема нелинейной электрической цепи
Составим схему замещения нелинейной электрической цепи (рис.3.38), в которой нелинейные проводимости заменены дискретными токовыми моделями.
Рис. 3.38. Схема замещения нелинейной электрической цепи
Вольт-амперные
характеристики нелинейных сопротивлений
и
заданы в матричной форме.
Задание функциональной зависимости напряжений от токов и токов от напряжений на нелинейных сопротивлениях с помощью сплайн-интерполяции:
Построение графиков зависимости вольт-амперных характеристик нелинейных сопротивлений (рис. 3.39).
Рис. 3.39. Вольт-амперные характеристики нелинейных проводимостей
Создание функциональных зависимостей производных тока по напряжению для нелинейных сопротивлений:
.
Ввод параметров линейных элементов:
.
Нулевое приближение:
– задание
числа итераций.
Определение напряжения на по заданному току на вольт-амперной характеристике и вычисление проводимости дискретной токовой модели. То же самое для .
Рис. 3.40. Зависимость к-й итерации токов от номера итерации
Библиографический список
(рекомендуемая литература)
1. Фриск В. В., Основы теории цепей. Расчеты и моделирование с помощью пакета компьютерной математики Mathcad. –М.: СОЛОН-Пресс, 2006. –88 с.
2.Майер Р.В. Расчет электрических цепей в системе MathCAD: Учебное пособие. – Глазов: ГГПИ, 2007. – 44 с.
3. Тиховод С.М., Самсыка Л.Н. Расчет электрических цепей в среде MathCAD: Методические указания к выполнению расчетных и исследовательских работ в компьютерном классе по курсу ТОЭ. – Запорожье: ЗНТУ, 2002. – 48 с.
4. Кирьянов Д. В. MathCAD 12.-СПб.: БХВ-Петербург, 2005.-576 с.
Капаев Владимир Иванович Тарасова Наталья Александровна
ОСНОВЫ РАСЧЕТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА MathCAD
Учебное пособие
по курсу «Теоретические основы электротехники»
Кафедра теоретических основ электротехники КГЭУ
Редактор издательского отдела Н.Г. Приклонская
Компьютерная верстка
Подписано в печать
Формат 60х84/16. Бумага «Business». Гарнитура «Times». Вид печати РОМ Усл. печ.л. 6,4. Уч.-изд.л. 7,1. Тираж 300 экз. Заказ №
Издательский отдел КГЭУ, 420066, Казань, Красносельская, 51
Типография КГЭУ, 420066, Казань, Красносельская, 51