Тема 12. Загрузка экспериментальных данных из внешнего файла в MathCad

12.1. Собрать коммутационную схему с источниками шума в программе Electronics Workbench (EWB) (рис. 2.104). Рассчитать схему и сохранить полученный массив в файл с предлагаемым по умолчанию расширением *.scp. Расширение файла поменять на *.xls. В программе Excel необходимо:

а) произвести замену разделителей целой и дробной части числа с точки на запятую;

б) разделить массив данных на два столбца и выделить вектор (одномерный массив) выходного сигнала (второй столбец) длиною 112 ячеек;

в) сохранить полученный вектор данных в файл с расширением *.txt.

Полученный файл открыть в программе Блокнот и заменить разделители целой и дробной части числа с запятой на точку. Расширение файла изменить на *.dat. Загрузить данные из файла с расширением *.dat в MathCAD. Построить график загруженных данных.

Рис. 2.104. Коммутационная схема с источниками шума,

собранная в EWB

Содержание отчёта по работе

1. Цель работы.

2. Решение заданий по темам 1…12, включая

• текст задания;

• поясняющий рисунок;

• заполненные таблицы, если это требуется по тексту задания;

• численный ответ (или ответы).

3. Выводы по работе.

Раздел 3 Решение типовых электротехнических задач в программе Microsoft Office Excel

Глава 1. Интерфейс программы Excel

Табличный процессор Excel входит в состав пакета Microsoft Office и предназначен для математической обработки и визуализации числовых массивов данных. Общие особенности интерфейса и некоторые приёмы работы с Excel изучаются в курсе Информатика. При необходимости некоторые пробелы знаний в этой области легко заполнить самостоятельно.

Для многих инженерных расчётов в Excel полезно использовать пакет анализа, доступный по пути: Сервис / Надстройки / Пакет анализа (рис. 3.1). Данный пакет рекомендуется включить перед началом работы с Excel.

Рис. 3.1

В разделе 3 рассмотрим решение некоторых типовых электротехнических задач в программе Excel.

Глава 2. Графическое решение систем уравнений

§ 2.1. Постановка задачи

Пусть задана катушка индуктивности, намотанная на тороидальном магнитопроводе (рис. 3.2). Известны параметры катушки:

• требуемая индуктивность ;

• геометрические размеры магнитопровода: , ;

• относительная магнитная проницаемость магнитопровода .

Рис. 3.2

Требуется графическим способом определить целое число витков w катушки, необходимое для получения требуемой индуктивности .

§ 2.2. Получение нелинейного уравнения

Индуктивность катушки определяется как отношение потокосцепления катушки к току :

.

(3.1)

Потокосцепление катушки пропорционально произведению числа витков w на средний поток через сечение магнитопровода площадью S:

.

(3.2)

Площадь сечения тороидального магнитопровода

.

(3.3)

Согласно закону полного тока

,

(3.4)

откуда

,

(3.5)

где – напряжённость магнитного поля;

– длина средней силовой линии магнитопровода,

.

(3.6)

Поток через поперечное сечение магнитопровода пропорционален произведению магнитной индукции на площадь сечения :

.

(3.7)

Магнитная индукция связана с напряжённостью магнитного поля :

,

(3.8)

где – магнитная постоянная.

Учитывая (1) – (7), индуктивность катушки определяется как

, .

(3.9)

Согласно условиям задачи составим нелинейное уравнение

.

(3.10)

Одним из способов решения нелинейного уравнения является графическое решение. Введём нелинейную функцию

.

(3.11)

Построив график знакопеременной функции , определим искомое число витков , при котором функция меняет знак.

Подставив численные данные из условия задачи, запишем функцию

, .

(3.12)