- •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
Глава 7.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
«РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В ПРОГРАММЕ EXCEL»
Цель работы: получение практических навыков решения числен-
ных задач средствами программы Excel.
Работа выполняется каждым студентом самостоятельно. Номер варианта определяется по последней цифре номера зачётной книжки студента.
Решить в Excel задания, приведённые в программе работы.
Программа работы
Тема 1.
Графическое решение нелинейного уравнения
Пусть задана катушка индуктивности, намотанная на тороидаль- ном магнитопроводе (рис. 3.2). В таблице 3.3 заданы параметры катуш- ки.
Таблица 3.3
Вариант |
L0 , Гн |
R, м |
r, м |
µ |
1 |
0.05 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
165 |
2 |
0.055 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
170 |
3 |
0.06 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
175 |
4 |
0.065 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
180 |
5 |
0.07 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
185 |
6 |
0.075 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
190 |
7 |
0.08 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
195 |
8 |
0.085 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
200 |
9 |
0.09 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
205 |
10 |
0.095 |
160 ⋅10−6 |
32 ⋅10−6 |
210 |
Требуется графическим способом определить целое число витков
w катушки, необходимое для получения требуемой индуктивности
L0 .
Тема 2. Графическое решение системы нелинейных уравнений
Пусть имеется генератор постоянного тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r (рис. 3.7). К генератору подключен идеальный диод VD1. По цепи протекает ток I. Температура диода T = 300 К. Обратный ток диода I0 = 10·10-18 А. Исходные данные приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
Вариант |
E, В |
r, Ом |
1 |
1.1 |
2 |
2 |
1.2 |
1.9 |
3 |
1.3 |
1.8 |
4 |
1.4 |
1.7 |
5 |
1.5 |
1.6 |
6 |
1.6 |
1.5 |
7 |
1.7 |
1.4 |
8 |
1.8 |
1.3 |
9 |
1.9 |
1.2 |
10 |
2 |
1.1 |
Требуется графическим способом определить напряжение и мощ-
ность на диоде, ток в цепи.
Тема 3.
Расчёт цепи постоянного тока методами обратной матрицы и Крамера
Пусть дана электрическая цепь (рис. 3.12), состоящая из трёх вет- вей. Известны величины ЭДС источников и сопротивлений в каждой ветви. Исходные данные приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Вари- ант |
E1, В |
E2 , В |
E3 , В |
R1, Ом |
R2 , Ом |
R3, Ом |
1 |
11 |
5 |
4 |
1 |
2 |
4 |
2 |
10 |
5 |
4 |
1 |
1 |
2 |
3 |
12 |
4 |
3 |
1 |
2 |
2 |
4 |
14 |
7 |
8 |
1 |
2 |
1 |
5 |
15 |
10 |
9 |
1 |
2 |
3 |
6 |
15 |
11 |
10 |
1 |
2 |
2 |
7 |
11 |
3 |
6 |
1 |
2 |
2 |
8 |
10 |
5 |
4 |
1 |
3 |
3 |
9 |
10 |
7 |
5 |
1 |
1 |
1 |
10 |
9 |
4 |
5 |
2 |
2 |
2 |
Необходимо определить токи, протекающие в каждой ветви, ме-
тодами обратной матрицы и Крамера.
