http://pspicelib.narod.ru

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
[Maple Bitmap]

>    restart:with(MSpice):ESolve(Q,`03.CKT`):

`Cистема Кирхгофа`

(VIN1-V1)/Z1+(V4-V1)/Z3 = 0

(VIN2-V4)/Z2-V4/Z4-(V4-V1)/Z3 = 0

{V1, V4}

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);

V1 := (Z1*Z4*VIN2+Z3*Z2*VIN1+Z3*Z4*VIN1+Z2*Z4*VIN1)/(Z2*Z3+Z2*Z1+Z4*Z1+Z2*Z4+Z4*Z3)

V4 := Z4*(VIN2*Z3+Z1*VIN2+Z2*VIN1)/(Z2*Z3+Z2*Z1+Z4*Z1+Z2*Z4+Z4*Z3)

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);

V1 := .5788331159+1.630584715*I

V4 := 1.444268180+1.714612788*I

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));

V1 := polar(1.730275784,1.229687448)

V4 := polar(2.241831302,.8707725297)

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));

Pfase_V1 := 70.45590086*degrees

Pfase_V4 := 49.89159084*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);

`Напряжения` := [.580+1.63*I, 1.44+1.71*I]

`Токи` := [-.373e-2+.130e-1*I, .103e-2-.108e-1*I, -.37e-2+.131e-1*I, -.100e-2+.108e-1*I, .270e-2-.227e-2*I, .10e-2-.108e-1*I]

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].

Hosted by uCoz