MATHCAD и решение задач электротехники

Купить бумажную книгу и читать

Название: MATHCAD и решение задач электротехники

Автор: Серебряков А.С., Шумейко В.В.

Издательство: Маршрут

Год: 2005

Страниц: 240

ISBN: 5-89035-209-1

Формат: PDF

Размер: 25 Мб

Язык: русский

В пособии рассмотрены принципы работы с интегрированной системой программирования для проведения математических расчетов MATHCAD на примере версий от 8 до 2002.

Изложены основы теории электротехники и приведены примеры решения задач из основных ее разделов, в том числе и по электрическим машинам.

Пособие рассчитано на широкий круг читателей: от студентов вузов и техникумов очной и заочной форм обучения до инженеров и научных работников при выполнении расчетов; будет также полезно всем пользователям ПК, не знакомым с системой MATHCAD, но желающим быстро ее освоить.

Содержание

Предисловие............................................................................................3

Введение. MATHCAD и электротехника................................................4

О работе с пособием.................................................................................5

1. Первый урок........................................................................................9

1.1. Основы пользовательского интерфейса......................................9

1.2. Ввод текста................................................................................10

1.3. Вычисления................................................................................12

1.4. Действия с комплексными числами...........................................19

2. Второй урок........................................................................................23

2.1. Функция и аргумент...................................................................23

2.2. Дискретный аргумент. Функция дискретного аргумента.........23

2.3. Построение графиков................................................................26

2.4. Форматирование графика .........................................................28

2.5. Массивы, матрицы, векторы.....................................................32

2.6. Трехмерные графики .................................................................36

3. Третий урок........................................................................................38

3.1. Построение волновых диаграмм...............................................38

3.2. Построение потенциальных диаграмм......................................41

3.3. Построение векторных диаграмм .............................................41

3.4. Функции с условием...................................................................44

3.5. Решение системы обыкновенных

дифференциальных уравнений........................................................46

3.6. Символьные вычисления..........................................................53

4. Основные понятия об электрических цепях постоянного тока........57

4.1. Источники и приемники электрической энергии....................57

4.2. Потенциал, полярность ЭДС и направление тока..................58

4.3. Разность потенциалов. Закон Ома...........................................59

4.4. Законы Кирхгофа. Соединение резисторов.

Баланс мощностей............................................................................62

5. Основные понятия об электрических цепях синусоидального

тока.........................................................................................................71

5.1. Введение в теорию переменных токов.....................................71

5.2. Действующее и среднее значения переменного тока

и напряжения....................................................................................74

5.3. Изображение синусоидальных функций времени вращающимися векторами. Векторные диаграммы......................76

5.4. Представление векторов, изображающих

синусоидальные величины, комплексными числами ....................79

5.5. Резистор, индуктивная катушка и конденсатор

в цепи переменного тока .................................................................80

6. Мощность в цепях переменного синусоидального тока...................89

6.1. Мощность в резисторе..............................................................89

6.2. Мощность в идеальной индуктивной катушке.......................90

6.3. Мощность в конденсаторе........................................................92

6.4. Знаки индуктивной и емкостной мощностей. Новые выражения для мощностей

в цепях синусоидального тока........................................................93

6.5. Мощность в трехфазных цепях

синусоидального тока......................................................................95

7. Установившиеся и переходные процессы в линейных электрических цепях..............................................................................99

7.1. Установившийся режим в цепи синусоидального переменного тока с элементами R, L, С. Исследование резонанса напряжений

и резонанса токов.............................................................................99

7.2. Расчет напряжений на фазах трехфазного приемника при соединении звездой и несимметричной нагрузке фаз...................................................................................103

7.3. Переходные процессы в электрических цепях

с сосредоточенными параметрами................................................107

8. Линейные электрические цепи с несинусоидальными токами.......120

8.1. Общие положения. Причины возникновения несинусоидальных токов...............................................................120

8.2. Разложение несинусоидальных кривых в ряд Фурье............120

8.3. Расчет токов при несинусоидальных ЭДС............................128

9. Нелинейные электрические цепи переменного тока, содержащие

катушку с ферромагнитным сердечником.....................................134

9.1. Общие положения...................................................................134

9.2. Понятие о феррорезонансных явлениях................................ 137

9.3. Феррорезонанс напряжений................................................... 137

9.4. Феррорезонанс токов..............................................................145

10. Магнитные цепи.............................................................................150

10.1. Основные сведения о магнитном поле.................................150

10.2. Связь магнитного поля с электрическим током.................. 153

10.3. Магнитное поле в веществе.................................................. 155

10.4. Закон полного тока...............................................................157

10.5. Ферромагнитные вещества...................................................159

10.6. Магнитные цепи.................................................................... 162

10.7. Закон Ома и законы Кирхгофа для магнитных цепей........ 162

10.8. Расчет неразветвленных магнитных цепей.......................... 165

10.9. Расчет разветвленных магнитных цепей..............................169

11. Электрические цепи с распределенными параметрами................174

11.1. Общие понятия об электрических цепях с распределенными параметрами...................................................................................174

11.2. Синусоидальный режим в однородной линии .................... 176

12. Электрическое поле постоянного тока в проводящей среде.........184

12.1. Общие положения.................................................................. 184

12.2. Расчет электрического поля заземлителя.............................185

13. Электрические машины постоянного тока...................................191

13.1. Краткие сведения об электрических машинах железнодорожного транспорта.....................................................191

13.2. Устройство и принцип действия электрической машины постоянного тока...........................................................................192

13.3. Магнитное поле электрических машин. Расчет магнитной цепи с использованием системы MATHCAD.................................................................................... 194

13.4. Двигатели постоянного тока. Расчет механических характеристик двигателя с последовательным возбуждением ... 201

14. Трансформаторы............................................................................207

14.1. Общие понятия......................................................................207

14.2. Уравнения состояния и схема замещения

трансформатора.............................................................................208

14.3. Определение параметров трансформатора из опытов холостого хода и короткого замыкания......................................210

14.4. Расчет изменения вторичного напряжения

и КПД трансформатора при изменении нагрузки.......................212

15. Асинхронные двигатели.................................................................215

15.1. Основные сведения................................................................215

15.2. Расчет рабочих характеристик асинхронного

двигателя........................................................................................218

15.3. Расчет механической и токовой характеристик с учетом вытеснения тока в роторе и насыщения магнитной цепи...........220

16. Надежность электротехнических систем......................................224

16.1. Общие положения. Понятие надежности.............................224

16.2. Решение задачи надежности.................................................227

16.3. Решение задачи надежности с помощью MATHCAD........230

Заключение..........................................................................................233

Об авторах...........................................................................................234

Рекомендуемая литература............................................................235