Загрузка экспериментальных данных из внешнего файла в Mathcad

 

 

12.1. Собрать коммутационную схему с источниками шума в про- грамме Electronics Workbench (EWB) (рис. 2.104). Рассчитать схему и сохранить полученный массив в файл с предлагаемым по умолчанию расширением *.scp. Расширение файла поменять на *.xls. В программе Excel необходимо

а) произвести замену разделителей целой и дробной части числа с точки на запятую,

б) разделить массив данных на два столбца и выделить вектор (од-

номерный массив) выходного сигнала (второй столбец) длиною 112 яче-

ек,

 

 

*.txt.

в) сохранить полученный

вектор данных в файл с расширением

Полученный файл

открыть в программе «Блокнот» и заменить

разделители целой и дробной части числа с запятой на точку. Расшире-

ние файла изменить на *.dat. Загрузить данные из файла с расширением

*.dat в MathCAD. Построить график загруженных данных.

 

Рис. 2.104.

Коммутационная схема с источниками шума, собранная в EWB

 

 

Содержание отчёта по работе

 

 

 

 

ния,

1. Цель работы.

2. Решения заданий по темам 1…12, включая

- текст задания,

- поясняющий рисунок,

- заполненные таблицы, если это требуется

 

 

- численный ответ (или ответы).

3. Выводы по работе.

 

по тексту зада-

РАЗДЕЛ 3

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В ПРОГРАММЕ «MICROSOFT OFFICE EXCEL»

 

 

ГЛАВА 1. ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ «EXCEL»

 

 

Табличный процессор Excel входит в состав пакета Microsoft Of- fice и предназначен для математической обработки и визуализации чи- словых массивов данных. Общие особенности интерфейса и некоторые приёмы работы с Excel изучаются в курсе «Информатика». При необхо- димости некоторые пробелы знаний в этой области легко заполнить са- мостоятельно.

Для многих инженерных расчётов в Excel полезно использовать пакет анализа, доступный по пути: Сервис / Надстройки / Пакет анализа

(рис. 3.1). Данный пакет рекомендуется включить перед началом работы с Excel.

 

 

 

 

Рис. 3.1

 

 

В разделе 3 рассмотрим решение некоторых типовых электротех-

нических задач в программе Excel.

ГЛАВА 2. ГРАФИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ СИСТЕМ УРАВНЕНИЙ

 

 

Постановка задачи

 

 

Пусть задана катушка индуктивности, намотанная на тороидаль-

ном магнитопроводе (рис. 3.2). Известны параметры катушки:

– требуемая индуктивность

L 0 = 0.05 Гн,

– геометрические размеры магнитопровода

r = 32 ⋅10−6 м,

R = 160 ⋅10−6 м и

 

 

вода.

– относительная магнитная проницаемость

µ = 160

магнитопро-

 

 

Ф

 

 

i

2 r

 

 

Ф

 

2 R

 

Рис. 3.2

 

 

Требуется графическим способом определить целое число витков

w катушки, необходимое для получения требуемой индуктивности

L 0.

 

Получение нелинейного уравнения

 

 

Индуктивность L катушки определяется как отношение потокос-

цепления катушки

Ψ к току i

 

 

L = Ψ. (3.1)

i

Потокосцепление катушки пропорционально произведению числа

витков w на средний поток

S

Ф через сечение магнитопровода площадью

 

 

Ψ= w ⋅ Ф. (3.2)

 

 

Площадь сечения тороидального магнитопровода

S = π⋅ r 2. (3.3)

Согласно закону полного тока

i ⋅ w = H ⋅ l, (3.4)

откуда

 

 

i = H ⋅ l, (3.5)

w

где H – напряжённость магнитного поля,

l – длина средней силовой линии магнитопровода

l = 2 ⋅ π ⋅ (R − r). (3.6)

Поток Ф через поперечное сечение магнитопровода пропорцио-

нален произведению магнитной индукции

B на площадь сечения S

Ф= B ⋅ S. (3.7)

Магнитная индукция B связана с напряжённостью магнитного поля H

 

где

 

 

µ = 4 ⋅ π⋅10−7 Гн

0 м

B = µ ⋅ µ0 ⋅ H, (3.8)

 

– магнитная постоянная.

Учитывая (1) – (7) индуктивность катушки определяется как

 

L w = Ψ = w ⋅ Ф= w

 

⋅ S ⋅ B = w 2 ⋅ S ⋅ µ ⋅µ0 ⋅ H

w 2 ⋅ π ⋅ r 2

=

 

⋅µ ⋅µ0

() i H ⋅ l

w

H ⋅ l l H

 

 

w 2 ⋅ r 2 ⋅µ ⋅µ

2⋅ π⋅(R − r)

L (w) =

0. (3.9)

2 ⋅(R − r)

Согласно условиям задачи составим нелинейное уравнение

L (w)− L 0 = 0. (3.10)

Одним из способов решения нелинейного уравнения является графическое решение. Введём нелинейную функцию

f (w) = L (w)− L 0. (3.11)

Построив график знакопеременной функции

f (w), определим

искомое число витков w, при котором функция меняет знак.

 

 

цию

Подставив численные данные

из условия задачи, запишем функ-

2 2 2 2

−12 −7

= w ⋅ r

⋅µ ⋅µ0 − = w

⋅32

⋅10

⋅160 ⋅ 4 ⋅ π⋅10

f (w)

 

L

2 ⋅ (R − r) 0

 

2 ⋅10−6 ⋅(160 − 32)

− 0.05

 

 

(3.12)

f (w) = w 2 ⋅8.042 ⋅10−10− 0.05.