- •Введение
- •Раздел 1 «имитационное моделирование электрон- ных схем в программе «electronics workbench»
- •Глава 1. Интерфейс программы «electronics workbench»
- •§1. Общие сведения
- •§2. Источники питания
- •§3. Пассивные элементы
- •§4. Диоды
- •1. Полупроводниковый диод.
- •§5. Транзисторы
- •§6. Аналоговые микросхемы
- •§7. Измерительные приборы
- •§8. Библиотека Miscellaneous
- •§9. Элементная база
- •Источники тока
- •Источники постоянного тока
- •Источники переменного тока
- •Резисторы
- •Конденсаторы
- •Индуктивные элементы
- •Глава 2. Исследование вах полупроводниковых приборов
- •§1. Исследование вах диодов и стабилитронов
- •§ 2. Исследование вах биполярных транзисторов
- •Глава 3. Схемы на транзисторах
- •§1. Усилитель переменного тока на транзисторе
- •§2. Электропривод постоянного тока на транзисторном ключе
- •Глава 4. Решение типовых электротехниче-
- •§1. Расчёт разветвлённой линейной электрической цепи
- •§2. Расчёт частотных характеристик линейной электрической цепи переменного тока
- •§3. Расчёт нелинейной электрической цепи переменного тока
- •§5. Цепи с управляемыми источниками
- •§6. Применение ewb при проектировании и исследовании электрических фильтров
- •§7. Исследование трёхфазных электрических цепей перемен- ного тока
- •§8. Исследование аналоговых схем на операционных усилителях
- •§9. Исследование дискретных и цифровых схем
- •Глава 5. Практическая работа «моделирование типовых электронных схем в программе «electronics workbench»
- •Раздел 2 «применение программы «mathcad» для ре- шения численных и аналитических задач»
- •Глава 1. Интерфейс программы «mathcad»
- •Глава 2. Простейшие электротехнические расчёты
- •Глава 3. Символьные вычисления с использованием встроенных операторов пакета mathcad
- •§1. Тройной интеграл от заданной функции
- •§2. Преобразование выражения, содержащего комплексную пере- менную
- •§3. Упрощение выражения
- •§4. Разложение выражения по степеням
- •§5. Разложение выражения на множители
- •§6. Разложение выражения по подвыражению с использованием процедуры Collection Subexpression
- •§7. Определение коэффициентов полинома
- •§8. Дифференцирование выражения
- •§9. Интегрирование выражения
- •§10. Решение уравнения
- •§11. Подстановка тождества f1(X) в выражение y(X)
- •§13. Разложение выражения относительно переменной X на эле- ментарные дроби
- •§14. Предел функции
- •Глава 4. Операции с матрицами
- •§1. Вычисление определителя матрицы
- •§2. Транспонирование матрицы
- •§3. Нахождение обратной матрицы
- •Глава 5. Задачи оптимизации
- •Глава 6. Системы линейных алгебраических уравнений
- •Расчёт цепи постоянного тока методами обратной матрицы и Кра- мера
- •Глава 7. Графическое и численное решение системы нелинейных уравнений
- •§1. Графическое определение рабочей точки по внешней ха- рактеристике асинхронного двигателя и нагрузочной характери- стике турбомеханизма
- •§2. Определение параметров рабочей точки по внешней характери- стике асинхронного двигателя и нагрузочной характеристике тур- бомеханизма встроенными средствами MathCad
- •Глава 8. Прямое преобразование лапласа и операторные передаточные функции
- •Глава 9. Обратное преобразование лапласа и переходные функции
- •Глава 10. Построение и анализ частотных характеристик в
- •Глава 11. Разложение в ряд фурье и анализ сигналов в mathcad
- •§1. Гармонический анализ напряжения на выходе трёхфазного мостового выпрямителя
- •§2. Применение гребенчатой и прямоугольной функций для гармонического анализа в MathCad
- •Глава 12. Численное решение дифференциальных уравне-
- •Глава 13. Интерполяция и регрессия экспериментальных данных в mathcad
- •Глава 14.
- •Глава 15.
- •Численных и аналитических задач
- •Программа работы
- •Тема 1. Типовые электротехнические расчёты
- •Тема 2. Символьные вычисления с использованием встроен-
- •Тема 3. Матричная алгебра
- •Тема 4. Задачи оптимизации
- •Тема 5. Решение систем линейных алгебраических уравнений
- •Тема 6. Нелинейные уравнения
- •6.1. Для асинхронного двигателя, приводящего во вращение тур-
- •Тема 7. Преобразование Лапласа и частотные характеристики фнч
- •Тема 8. Ряды Фурье. Разложение и анализ сигналов
- •9 Напряже-
- •Тема 9. Численное решение дифференциальных уравне-
- •Тема 10. Интерполяция экспериментальных данных
- •Тема 11. Регрессия экспериментальных данных
- •Тема 12.
- •Раздел 3 решение типовых электротехнических задач в программе «microsoft office excel»
- •Глава 1. Интерфейс программы «excel»
- •Глава 2. Графическое решение систем уравнений
- •§ 2.1. Постановка задачи
- •§ 2.2. Получение нелинейного уравнения
- •§ 2.3. Численное решение задачи в Excel
- •§ 2.4. Графическое решение системы нелинейных уравнений. Постановка задачи
- •§ 2.5. Получение системы нелинейных уравнений
- •§ 2.6. Численное решение задачи в Excel
- •Глава 3. Расчёт линейных цепей постоянного и переменного тока
- •§3.1. Расчёт цепи постоянного тока методом обратной матрицы
- •§3.2. Расчёт цепи постоянного тока методом Крамера
- •§3.3. Расчёт цепи переменного тока, определение фазы потребляе- мого тока, активной мощности и коэффициента мощности
- •Глава 4. Построение частотных характеристик электро- технических устройств в программе excel
- •Глава 5. Анализ динамики электротехнических устройств в программе excel
- •§5.1. Расчёт методом Эйлера переходного процесса заряда rc-цепи при коммутации на источник постоянного тока
- •§5.2. Расчёт методом Эйлера переходного процесса пуска вхолостую двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •Глава 6. Построение характеристик в программе excel, за- гружаемых из внешних файлов
- •Глава 7.
- •Тема 1.
- •Тема 2. Графическое решение системы нелинейных уравнений
- •Тема 3.
- •Тема 4.
- •Тема 5.
- •Тема 6.
- •Тема 7.
- •Раздел 4 решение двухмерных полевых задач в программе «elcut»
- •Глава 1. Использованию пакета elcut
- •Для выполнения расчётов электрических полей
- •§1. Этапы решения задачи
- •Глава 2.
- •Практическая работа.
- •«Расчет электрических полей электротехниче-
- •Ских устройств при помощи программы «elcut-4.2»
- •Содержание отчёта
- •Библиографический список
9 Напряже-
ние U
на выходе неуправ-
ляемого трёхфаз- ного вы-
прями-
теля с
U (t )
Uмакс =
2
⋅
220
В
общей T 1
точкой
при угле управле-
ния
α=90 град
U1A
Tр1
VD1
U 2 A
f = = 50 Гц
T
Tр2
VD2
U1B
U 2B
Tр3
VD3
U1C
U 2C
U (t ) Rн
Таблица 2.24. Продолжение
U U (t )
Uмакс =
2 ⋅ 220 В
10 Напряже-
ние
на выходе управляе-
мого трёхфаз- ного вы- прями-
теля с общей точкой
U1A
U1B
T
Tр1
Tр2
VS1
U 2 A
VS 2
U 2B
f = 1
T
= 50 Гц
Tр3
VS 3
U1C
U 2C
U (t ) Rн
Тема 9. Численное решение дифференциальных уравне-
НИЙ
9.1. Рассчитать переходный процесс включения двухзвенного на- груженного Г-образного LC-фильтра низких частот на источник посто- янного тока 100 В. Составить систему дифференциальных уравнений, описывающих фильтр, и решить её методами Эйлера и Рунге-Кутта чет- вёртого порядка (по выбору студента). При различных сопротивлениях нагрузки определить параметры переходного процесса ФНЧ: перерегу- лирование и время переходного процесса. Первое и второе звенья ФНЧ
одинаковые:
L1 = L2 = L ,
C1 = C 2 = C ,
R1 = R2 = R . Сопротивление на-
грузки ФНЧ принимает значения
Rн1 = 10 ⋅ R ,
Rн2 = 100 ⋅ R ,
Rн3 = 1000 ⋅ R . Параметры ФНЧ представлены в табл. 2.23.
Рис. 2.103. Двухзвенный нагруженный Г-образный
LC-фильтр
низких частот
Тема 10. Интерполяция экспериментальных данных
10.1. Пусть дана основная кривая намагничивания стали. Необхо- димо получить аналитическую функцию для кривой намагничивания, применив метод кубической сплайн-интерполяции. Кривую намагничи- вания взять из табл. 2.25.
Таблица 2.25. Начало
Вариант |
Задание |
|
||||||||||||
1 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
210 |
355 |
455 |
555 |
755 |
1005 |
1385 |
2005 |
3005 |
4005 |
5205 |
|||
2 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
215 |
365 |
465 |
565 |
765 |
1065 |
1395 |
2015 |
3015 |
4015 |
5215 |
|||
3 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
220 |
370 |
470 |
570 |
770 |
1070 |
1400 |
2020 |
3020 |
4020 |
5220 |
|||
4 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
240 |
390 |
490 |
590 |
790 |
1040 |
1420 |
2040 |
3040 |
4040 |
5240 |
|||
5 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
250 |
400 |
500 |
600 |
800 |
1050 |
1430 |
2050 |
3050 |
4050 |
5250 |
|||
6 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
210 |
360 |
460 |
560 |
760 |
1010 |
1390 |
2010 |
3010 |
4010 |
5210 |
|||
7 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
225 |
375 |
475 |
575 |
775 |
1025 |
1405 |
2025 |
3025 |
4025 |
5225 |
|||
8 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
|
H, А/м |
235 |
385 |
485 |
585 |
785 |
1035 |
1415 |
2035 |
3035 |
4035 |
5235 |
|||
Таблица 2.25. Продолжение
9 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
H, А/м |
245 |
395 |
495 |
595 |
795 |
1045 |
1425 |
2045 |
3045 |
4045 |
5245 |
||
10 |
|
B, Тл |
0.5 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.55 |
1.6 |
H, А/м |
255 |
405 |
505 |
605 |
805 |
1055 |
1435 |
2055 |
3055 |
4055 |
5255 |
