Применение Mathcad в электротехнических расчетах : метод. пособие к выполнению контр. заданий

Тоэ применение mathcad

Применение Mathcad в электротехнических расчетах : метод. пособие к выполнению контр. заданий

  • 23 нояб. 2012 г.
  • 9262 Слова

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» Кафедра теоретических основ электротехники В. М. Коваленко, И. Л. Свито ПРИМЕНЕНИЕ MATHCAD В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ Методическое пособие к выполнению контрольных заданий Минск 2008 УДК 621.

3:681.3 (076) ББК 31.2 +32.973 я7 К 56Коваленко, В. М. К 56 Применение Mathcad в электротехнических расчетах : метод. пособие к выполнению контр. заданий / В. М. Коваленко, И. Л. Свито. – Минск : БГУИР, 2008. – 52 с. : ил.

ISBN 978-985-488-274-1 Методическое пособие содержит методику расчета электрических цепей с источниками постоянных, синусоидальных и импульсных напряжений и токов в установившемся и переходных режимах,ориентированную на применение среды Mathcad. Предназначено для студентов всех специальностей и форм обучения БГУИР. УДК 621.3:681.3 (076) ББК 31.2 +32.

973 я7 ISBN 978-985-488-274-1 2 © Коваленко В. М., Свито И. Л., 2008 © УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», 2008 СОДЕРЖАНИЕ 1. Пользовательский интерфейс среды Mathcad……………………………. . 4 2. Создание иредактирование документов в Mathcad……………………….10 3. Расчет цепей постоянного тока в Mathcad………………………………….22 3.1.

Расчет цепи постоянного тока по уравнениям, описывающим цепь по законам Кирхгофа………………………………………….22 3.2. Расчет цепи постоянного тока методами контурных токов и узловых потенциалов в матричной форме………………………24 3.3. Составление баланса мощностей…………………………………..29 3.4. Расчет цепи методомэквивалентного генератора…………………30 4. Расчет цепей синусоидального тока в Mathcad……………………………32 5.

Расчет переходных процессов в Mathcad…………………………………..34 5.1. Численное решение дифференциальных уравнений цепи……….34 5.2. Расчет переходных процессов операторным методом……………37 5.3. Расчет переходных процессов при периодическом импульсном воздействии …………………………………………………………40 5.4. Расчет переходных процессовметодом интеграла Дюамеля…….42 6.

Частотные характеристики электрических цепей…………………………44 7. Расчет спектров сигналов……………………………………………………48 Литература………………………………………………………………………51 3 1.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС СРЕДЫ MATHCAD При традиционном использовании персонального компьютера для решения конкретных задач пользователю необходимо было изучить компьютер, языки программирования, довольносложные методы математических вычислений, иначе говоря, стать программистом.

Подобная практика стала исчезать с появлением интегрированных математических программных систем для научно-технических расчетов, одной из которых является система Mathcad. Mathcad – бурно развивающаяся система, обладающая широчайшими возможностями для эффективного решения широкого круга задач в различных областях знаний.

Вдальнейшем изложении будем рассматривать систему Mathcad 2001, хотя многое будет справедливым и для других версий. Система после запуска сразу готова к созданию документа с необходимыми пользователю вычислениями. Вид экрана системы Mathcad перед началом работы приведен на рис. 1.1. Рис. 1.1. Вид экрана системы Mathcad перед началом работы Вид экрана традиционен для Windows-приложений.

Верхняя строка –строка заголовка. В ней указывается имя системы и текущего документа, а так4 же имеются кнопки управления окном системы. Вторая строка – строка меню. Она открывает доступ к различным командам подменю. В третьей строке находятся кнопки, обеспечивающие выполнение наиболее важных команд при работе с системой. В последней строке находятся инструменты форматирования текстовых и формульных блоков вдокументе. Рассмотрим команды строки меню. • Файл – работа с файлами; • Редактирование – редактирование документов; • Вид – изменение средств окна и включение/выключение элементов интерфейса; • Вставка – вставка объектов; • Формат – изменение формата (параметров) объекта; • Математика – управление процессом вычислений;

• Символика –…

Читайте полный текст документа

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

{«thumb_default_size»:»160×220″,»thumb_ac_size»:»80×110″,»isPayOrJoin»:false,»essayUpload»:true,»site_id»:4,»autoComplete»:false,»isPremiumCountry»:false,»userCountryCode»:»RU»,»logPixelPath»:»\/\/www.smhpix.com\/pixel.gif»,»tracking_url»:»\/\/www.smhpix.com\/pixel.

gif»,»cookies»:[],»essay»:{«essayId»:57987099,»categoryName»:»Наука»,»categoryParentId»:null,»currentPage»:1,»format»:»text»,»pageMeta»:{«text»:{«startPage»:1,»endPage»:38,»pageRange»:»1-38″,»totalPages»:38}},»access»:»free»,»title»:»Тоэ применение mathcad»,»additionalIds»:[],»additional»:[],»loadedPages»:{«html»:[],»text»:[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38]}},»user»:null,»canonicalUrl»:»https:\/\/www.skachatreferat.ru\/referaty\/Тоэ-Применение-Mathcad\/211680.html»,»pagesPerLoad»:50,»userType»:»member_guest»,»ct»:0,»ndocs»:»400.000″,»pdocs»:»»,»cc»:»10_PERCENT_1MO_AND_6MO»,»signUpUrl»:»\/join.php»,»joinUrl»:»\/join.php»,»payPlanUrl»:null,»upgradeUrl»:»\/contribuir?newuser=1″,»freeTrialUrl»:null,»showModal»:null,»showModalUrl»:null,»joinFreeUrl»:»\/contribuir?newuser=1″,»siteId»:4,»»:{«clientId»:»»,»version»:»v2.9″,»language»:»ru_RU»},»analytics»:{«googleId»:»UA-18439311-1″}}

Источник: https://www.skachatreferat.ru/referaty/%D0%A2%D0%BE%D1%8D-%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-Mathcad/211680.html

Методические указания по выполнению интегрированных практических работ по теме «Применение системы компьютерной математики MATHCAD для решения задач по электротехнике»

Применение Mathcad в электротехнических расчетах : метод. пособие к выполнению контр. заданий

Тема:«Расчет неразветвленной электрической цепи переменного тока с применением системы MathCAD»

1. Цель работы:получение практических навыков расчета неразветвленной электрической цепи переменного тока с применением системы компьютерной математики MathСad.

2. Задание:

    1. Построить схему в соответствии с вариантом задания.

    2. Рассчитать полное сопротивление цепи Z.

    3. Рассчитать ток в цепи и падение напряжения на элементах схемы.

    4. Рассчитать сдвиг фаз между током и напряжением.

    5. Рассчитать активную, реактивную и полную мощность электрической цепи.

    6. Построить векторную диаграмму.

3. Исходные данные:

Схема варианта Таблица 1

Вариант

R1

R2

R3

XL1

XL2

ХL3

XC1

ХC2

XC3

схемы

1

2

5

2

5

3

6

8

8

7

1

2

3

4

3

6

5

4

5

5

9

2

3

5

3

4

24

5

8

5

3

7

3

4

4

8

12

9

3

8

9

5

4

5

6

2

8

2

9

3

7

6

5

6

3

8

5

6

4

7

5

1

6

7

7

1

3

14

2

2

2

3

7

8

2

4

3

6

9

6

4

8

9

3

9

8

2

4

1

9

9

9

10

5

5

6

14

3

5

7

8

10

11

6

4

5

13

3

3

5

4

11

12

7

3

9

3

1

9

4

12

13

4

7

1

7

3

7

3

7

6

13

14

7

5

8

9

4

11

3

3

14

15

3

7

7

2

9

2

9

15

16

8

9

2

5

9

4

8

8

7

16

17

2

6

3

6

6

7

6

17

18

9

8

5

4

7

4

6

4

18

19

4

4

7

3

19

5

5

19

20

13

6

14

4

5

5

20

21

2

6

11

6

4

4

8

21

22

8

9

3

8

3

9

8

2

22

23

9

5

4

4

5

9

4

23

24

5

7

5

2

3

8

6

24

25

3

9

9

3

9

5

3

25

26

3

6

8

1

3

3

9

26

27

7

3

8

3

6

4

8

8

27

28

1

2

9

4

5

6

6

5

28

29

9

6

6

7

9

7

8

7

29

30

8

4

5

4

4

1

6

30

Варианты рассчитываемых схем

Рисунок 1. Схемы по вариантам

4. Ход работы:

Оформление практической работы

  1. Произведите запуск системы MathСad.

  2. С помощью команды Файл – Сохранить сохраните созданный документ в свою папку под именем «Расчет неразветвленной электрической цепи.mcd«.

  3. С помощью команды Файл – Настройка страницы… установите Размер бумаги – А4, поля документа: Левое – 20 мм, Верхнее – 10 мм, Правое – 10 мм, Нижнее – 10 мм.

  1. Так как в практической работе используются единицы измерения, то необходимо установить отображение результатов вычисления в документе в виде «числа с упрощенной единицей измерения».

  • Для этого вызовите команду Формат – Результат перейдите на вкладку Отображение Единиц и установите «галочки» в полях Формат Единиц и Упрощение Единиц.

  1. Установите курсор в начало документа и вызовите команду Вставка– Текстовый регион.

  2. В появившемся текстовом блоке введите Название практической работы и цель.

  • Название практической работы расположите по центру рабочей страницы и установите для него шрифт Times New Roman Cyr размер 16 пт.

  • Для остального текста документа – шрифт Times New Roman Cyr размер 12 пт.

  1. Включите отображение панелей Калькулятор, Греческие символы, Логические.

  2. Вставьте в документ схему своего варианта (пример оформления на рисунке 2).

Рисунок схемы предварительно создайте в любой графической программе.

  1. Введите Исходные данные вашего варианта, где числа умножаются на размерность.

  2. Размерные единицы вставлять с помощью команды Вставка  Юнит …

  1. Для ввода символа нижнего индекса, например 1 в записи R1, необходимо после основной буквы нажать на клавиатуре клавишу , а затем символ индекса .

Рисунок 2. Оформление практической работы

Последовательность решения задачи

  1. Найдем полное сопротивление цепи Z.

Найдем падение напряжения на каждом элементе цепи.

  1. Рассчитаем сдвиг фаз между током и напряжением.

По таблице Брадиса определите, чему равен угол φ.

В данном примере 0,98 соответствует углу 80.

Зададим значения косинуса и синуса угла φ для использования в дальнейших расчетах.

Для того чтобы в программе MathCad производился расчет угла в радианах, необходимо ввести встроенную функцию deg, которая переводит заданный угол из градусов в радианы.

  1. Рассчитаем активную, реактивную и полную мощность цепи:

    1. Реактивная мощность цепи:

  1. Построим векторную диаграмму.

Для построения диаграммы необходимо выбрать масштаб, например 1см=36В, с учетом масштаба отложить на диаграмме полученные при расчетах величины падения напряжения.

Диаграмму построить в любой графической программе, например в MS Visio 2007.

  1. Вставьте построенную диаграмму в документ MathCad. Оформите и сохраните работу.

  2. Покажите работу преподавателю.

Тема:«Расчет разветвленных цепей переменного тока методом преобразования с применением системы MathCAD»

1. Цель работы:получить практические навыки расчета разветвленных цепей переменного тока методом преобразования с применением системы компьютерной математики MathСad.

2. Задание:

    1. Построить схему в соответствии с вариантом задания.

    2. Рассчитать полное сопротивление цепи.

    3. Рассчитать общий ток и токи ветвей.

    4. Найти сдвиг фаз между током и напряжением.

    5. Рассчитать активную, реактивную и полную мощность электрической цепи.

    6. Построить векторную диаграмму.

3. Исходные данные:

Схема варианта Таблица 1

Вариант

R1

R2

R3

XL1

XL2

ХL3

XC1

ХC2

XC3

R4

1

5

7

8

3

6

3

7

2

3

2

7

5

7

4

7

9

6

6

3

3

4

5

5

8

5

8

4

2

4

6

5

4

2

5

5

8

7

4

3

6

4

3

9

7

3

2

7

11

4

3

7

3

1

1

3

2

8

3

5

2

8

3

9

6

1

5

9

5

8

9

6

9

7

9

9

10

7

6

7

5

6

2

8

11

8

7

5

4

4

8

12

9

9

2

7

3

13

7

8

5

9

2

3

4

14

6

2

6

7

8

4

15

5

3

7

5

9

16

4

4

5

4

6

17

6

6

2

3

5

18

3

7

2

5

6

6

19

7

4

7

5

9

9

7

7

3

20

2

5

8

7

4

3

2

21

4

7

3

6

4

22

5

9

7

1

6

5

7

23

5

1

2

6

3

3

6

9

2

24

6

2

4

8

5

25

9

3

8

9

4

5

3

9

5

26

8

4

6

7

9

5

7

27

3

5

5

3

4

3

28

1

6

4

6

9

7

5

8

29

8

7

6

2

8

30

5

8

7

7

8

2

Варианты рассчитываемых схем

Рисунок 1. Схемы по вариантам

4. Ход работы:

Оформление практической работы

  1. Произведите запуск системы MathСad.

  2. С помощью команды Файл – Сохранить сохраните созданный документ в свою папку под именем «Расчет разветвленной электрической цепи.mcd«.

  3. С помощью команды Файл – Настройка страницы… установите Размер бумаги – А4, поля документа: Левое – 20 мм, Верхнее – 10 мм, Правое – 10 мм, Нижнее – 10 мм.

  1. Так как в практической работе используются единицы измерения, то необходимо установить отображение результатов вычисления в документе в виде «числа с упрощенной единицей измерения».

  • Для этого вызовите команду Формат – Результат перейдите на вкладку Отображение Единиц и установите «галочки» в полях Формат Единиц и Упрощение Единиц.

  1. Установите курсор в начало документа и вызовите команду Вставка– Текстовый регион.

  2. В появившемся текстовом блоке введите Название практической работы и цель.

  • Название практической работы расположите по центру рабочей страницы и установите для него шрифт Times New Roman Cyr размер 16 пт.

  • Для остального текста документа – шрифт Times New Roman Cyr размер 12 пт.

  1. Включите отображение панелей Калькулятор, Греческие символы, Логические.

  2. Вставьте в документ схему своего варианта (пример оформления на рисунке 2).

Рисунок схемы предварительно создайте в любой графической программе.

  1. Введите Исходные данные вашего варианта, где числа умножаются на размерность.

  1. Для ввода символа нижнего индекса, например 1 в записи R1, необходимо после основной буквы нажать на клавиатуре клавишу , а затем символ индекса .

Рисунок 2. Оформление практической работы

Последовательность решения задачи

  1. Найдем полное сопротивление цепи Z.

  1. Найдем общий ток в цепи и токи ветвей по закону Ома.

  1. Находим сдвиг фаз между током и напряжением.

По таблице Брадиса определяем косинус и синус углов сдвига фаз между током и напряжением.

В данном примере 0,93 соответствует углу 220, 1 соответствует углу 900.

Для дальнейших расчетов необходимо задать cos1, cos2, sin1, sin2 для полученных углов φ1=220и φ2= 900 (значения косинусов и синусов углов φ1 и φ2 определить по таблице Брадиса).

  1. Рассчитываем активную, реактивную и полную мощность цепи:

  1. Построим векторную диаграмму.

    1. Для этого необходимо рассчитать активный и реактивный ток в ветвях

      1. Постройте векторную диаграмму относительно напряжения, приложенного к цепи переменного тока.

Диаграмму построить в любой графической программе, например в MS Visio 2007.

  1. Вставьте построенную диаграмму в документ MathCad. Оформите и сохраните работу.

  2. Покажите работу преподавателю.

Источник: https://infourok.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-vipolneniyu-integrirovannih-prakticheskih-rabot-po-teme-primenenie-sistemi-kompyuternoy-matematiki-ma-1656657.html

Biz-books
Добавить комментарий