Работа с комплексными числами в ElectronicsSolver
Комплексные числа позволяют строить физические модели цепей синусоидального переменного тока.
Однако традиционные методы работы с ними хлопотливое дело даже с таким калькулятором как MathCAD.
ESolver решает задачу радикально - ввод комплексных чисел непосредственно в электрическую схему.
Это удобно, наглядно и понятно. Решение можно получить для любого узлового напряжения или тока ветви.
Будучи студентом МЭИ я впервые стал обладателем новенького отечественного калькулятора MK-51, и такие расчеты доставляли мне некоторое удовольствие,
пока не начали сбоить кнопки. Решить достаточно большую задачу с первого раза не совершив ни одной ошибки вряд ли реально.
А если ответ в решебнике не задан, то нужны еще расчеты по проверке решения. Муторно всё это без ElectronicsSolver.
На рис 1. дана схема, где все компоненты имеют комплексное сопротивление. Найдем напряжения V1 и V4.
Рис. 1. Схема цепи переменного тока
> | restart:with(MSpice):ESolve(Q,`03.CKT`): |
MSpice v8.93: http://pspicelib.narod.ru
Заданы источники: [VIN1, VIN2]
Заданы узлы: {V2, V3}
Получены решения:
V_NET:=[V1, V4]:
J_NET:=[JVIN2, JZ1, JZ2, JZ3, JZ4, JVIN1]:
Выведем на экран символьные решения для V1 и V4.
> | V1:=simplify(V1); V4:=simplify(V4); |
Вводим номиналы компонентов и рабочую частоту:
> | Values(AC,RLCVI,[]): s:=I*2*Pi*f: f:=1000: |
Номиналы компонентов:
Z1:=(68+I*100):
Z2:=(15-I*56):
Z3:=(-I*80):
Z4:=(-I*634):
AC источник: VIN1:=0: AC: VIN1:=2: Pfase(degrees):=30:
AC источник: VIN2:=0: AC: VIN2:=3: Pfase(degrees):=45:
Выведем численные решения для V1 и V4.
> | V1:=evalf(V1); V4:=evalf(V4); |
Представим те же решения в полярной форме polar(модуль,фаза). Фаза будет представлена в радианах.
> | V1:=evalf(convert(V1,polar));V4:=evalf(convert(V4,polar)); |
Если задача требует, то фазу из радиан можно перевести в градусы следующими командами
> | Pfase_V1:=evalf(convert(argument(V1),degrees)); Pfase_V4:=evalf(convert(argument(V4),degrees)); |
Решения сразу для всех напряжений и токов можно увидеть, если ввести команды.
> | Напряжения:=evalf(evalc(V_NET),3); |
> | Токи:=evalf(evalc(J_NET),3); |
Решения получены в виде списка, имена элементов которых указаны сразу после уравнений Кирхгофа (см. выше):
V_NET:=[V1, V4] ,
J_NET:=[JZ3, JZ4, JVIN1, JZ1, JZ2, JVIN2].