| |
Теория электрических цепей- Физические
процессы в электрической цепи Электрической цепью называется совокупность
технических устройств, образующих пути для замыкания электрических токов и предназначенных
для производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.
Любая электрическая цепь предполагает наличие в своей структуре как минимум трех
элементов, а именно: источников энергии, приемников энергии и соединяющих их проводов
или линий электропередачи. Как известно, носителем энергии является электромагнитное
поле, которое сосредоточено как внутри так и вне проводов. Таким образом, для
рассмотрения физических явлений в электрической цепи во всей полноте необходимо
проводить расчет и исследование электромагнитного поля заданной цепи.
- Электрические
цепи переменного синусоидального тока Переменный ток (напряжение) и характеризующие
его величины Переменным называется ток i(t) [напряжение u(t)], периодически изменяющийся
во времени по произвольному закону. В электроэнергетике понятие ’’переменный’’
употребляют в более узком смысле, а именно:
под переменным понимают ток (напряжение), изменяющийся во времени по синусоидальному
закону: i(t)=Im sin(wt+yi), u(t)=Umsin(wt+yu)
- Компенсация
реактивной мощности приемников энергии Активная мощность приемника P=UIcosj характеризует интенсивность потребления им энергии и зависит
от режима его работы. Реактивная мощность приемника Q=UIsinj
характеризует
интенсивность обмена энергией между электромагнитным полем приемника и остальной
цепью. Эта мощность положительна при индуктивном характере приемника ( )
и отрицательна при емкостном характере ( ).
В промышленных условиях преобладающее большинство приемников имеют активно-индуктивный
характер ( ) и потребляют положительную реактивную мощность . - Топологические
методы расчета электрических цепей Топологические определения схемы С появлением
ЭВМ и их широким применением для решения сложных математических задач были разработаны
специальные топологические расчёта сложных электрических цепей, графов и матриц.
- Вращающееся
магнитное поле Одним из важнейших достоинств трехфазной системы является возможность
получения с ее помощью кругового вращающегося магнитного поля, которое лежит в
основе работы трехфазных машин (генераторов и двигателей).
- Действующие
значения несинусоидальных токов и напряжений Как известно, в электроэнергетике
переменные токи и напряжения характеризуются их действующими значениями. Математически
действующее значение любого периодически изменяющегося тока (напряжения) определяется
как среднеквадратичное значение функции за период
Переходные
процессы в электрических цепях Установившимся режимом называется такое состояние
электрической цепи (схемы), при котором наблюдается равновесие между действием
на цепь источников энергии и реакцией элементов цепи на это действие. Различают
следующие 4 вида установившихся режимов в цепи: 1) режим отсутствия тока и напряжения;
2) режим постоянного тока; 3) режим переменного синусоидального тока; 4) режим
периодического несинусоидального тока. Анализ
переходных процессов в цепи R, L Исследуем, как изменяется ток  в цепи с резистором R и катушкой L в переходном
режиме. В качестве примера рассмотрим переходной процесс при включении цепи R,
L к источнику а) постоянной ЭДС  =const и б) переменной ЭДС  Четырехполюсники
и фильтры Уравнения четырехполюсника Четырехполюсником называется часть электрической
цепи или схемы, содержащая два входных вывода (полюса) для подключения источника
энергии и два выходных вывода для подключения нагрузки. К четырехполюсникам можно
отнести различные по назначению технические устройства: двухпроводную линию, двухобмоточный
трансформатор, фильтры частот, усилители сигналов и др. Теория четырехполюсников
устанавливает связь между режимными параметрами на входе (U1, I1) и режимными
параметрами на его выходе (U2, I2), при этом процессы, происходящие внутри четырехполюсника,
не рассматриваются. Таким образом, единая теория четырехполюсника позволяет анализировать
различные по структуре и назначению электрические цепи, которые могут быть отнесены
к классу четырехполюсников. - Электрические
цепи с распределенными параметрами Параметры электрических цепей в той или
иной мере всегда распределены вдоль длины отдельных участков. В большинстве практических
случаев распределением параметров вдоль длины пренебрегают и представляют электрическую
цепь эквивалентной схемой с сосредоточенными схемными элементами R , L и C. Однако
существует большой класс электрических цепей, для которых пренебрежение распределением
параметров вдоль длины приводит к существенным погрешностям при их расчёте и становится
неприемлемым.
- Рассмотрим
примеры расчета отраженных волн в линии. Пример. В момент t = 0 линия с волновым
сопротивлением
включается к источнику
постоянной ЭДС e(t)=E, . - Комбинированный
графоаналитический метод расчета нелинейной цепи с одним или двумя нелинейными
элементами Если схема нелинейной цепи содержит только один нелинейный элемент
НЭ с заданной ВАХ, то расчет токов и напряжений в такой схеме может быть выполнен
комбинированным методом в три этапа.
- Расчет
разветвленных магнитных цепей может выполнятся графическим или аналитическим
методами точно так же, как и нелинейных электрических цепей.
- Расчет
мгновенных значений параметров режима графическим методом При расчете мгновенных
значений напряжений u(t) и токов i(t) в нелинейной цепи используются физические
характеристики нелинейных элементов, а именно: вольтамперная характеристика u=f(i)
или i=f(u) для резистора, веберамперная характеристика i=f(y)
или y=f(i) для катушки и кулонвольтная
характеристика q=f(u) или u=f(q) для конденсатора.
- Магнитные
цепи переменного потока. Потери в сердечниках из ферромагнитного материала
при периодическом перемагничивании. Магнитные цепи машин переменного тока, трансформаторов
работают в режиме периодического перемагничивания, т.е. при переменном магнитном
потоке ф(t). При периодическом перемагничивании ферромагнитных сердечников в них
происходят потери энергии, которые выделяются в виде тепла. Эти потери условно
можно разделить на два вида: а) потери на гистерезис рг и б) потери на вихревые
токи рв. Потери на гистерезис обусловлены явлением гистерезиса
- Электрическое
поле трехфазной линии электропередачи Геометрические размеры в поперечном
сечении линии электропередачи несравнимо малы по сравнению с длиной электромагнитной
волны на частоте 50 Гц (
).
По этой причине волновые процессы в поперечном сечении линии могут не учитываться,
а полученные ранее соотношения для многопроводной линии в статическом режиме с
большой степенью точности могут быть применены к расчету поля линий электропередач
переменного тока на промышленной частоте f = 50 Гц. Изменяющиеся по синусоидальному
закону потенциалы проводов ЛЭП по отношению к параметрам поля можно считать квазистатическими
или медленно изменяющимся, и расчет параметров поля для каждого момента времени
можно выполнять по полученным ранее уравнениям электростатики. - Переменное
электромагнитное поле Основные уравнения Максвелла и их физический смысл Основы
теории электромагнитного поля или электродинамики были впервые изложены в 1873
г. английским ученым Максвеллом в труде «Трактат об электричестве и магнетизме».
Математические уравнения, описывающие физические процессы в переменном электромагнитном
поле, называются уравнениями Максвелла
Экономическая
математика- Математический
анализ
- Приведем примеры использования
функций в области экономики
- Основы
дифференциального исчисления Понятие производной Определение производной Пусть
функция f(x) определена на некотором промежутке X. Придадим значению аргумента
в точке x0
Х произвольное приращение Δx так, чтобы точка x0
+ Δx также принадлежала X. Тогда соответствующее приращение функции f(x)
составит Δу = f(x0 + Δx) — f(x0).
- Применение
производных в исследовании функций
- Исследование
функций и построение графиков
- Неопределенный
интеграл Первообразная и неопределенный интеграл Предыдущие главы были посвящены
одной из основных задач дифференциального исчисления — нахождению производной
заданной функции. Множество вопросов математического анализа и приложений в разнообразных
науках приводит к другой задаче: по данной функции f(x) найти такую функцию F(x),
производная которой равна функции f(x). Вычислить с помощью тройного
интеграла объём тела
- Интегрирование
по частям Пусть функции и(х) и v(x) определены и дифференцируемы на промежутке
Х и функция и'(x)v(x) имеет первообразную на этом промежутке.
- Основные
правила интегрирования Замена переменной в определенном интеграле Заметим,
что при вычислении определенного интеграла с помощью замены переменной нет нужды
возвращаться к прежней переменной, как это делалось при вычислении неопределенного
интеграла, так как определенный интеграл представляет собой число, которое согласно
формуле (7.12) равно значению каждого из рассматриваемых интегралов. Теперь при
подстановке следует сначала найти новые пределы интегрирования и затем выполнить
необходимые преобразования подынтегральной функции. Физика, математика. Лекции
и конспекты Скалярное поле.
Производная по направлению. Градиент
-
Аппарат дифференциальных уравнений в экономике
- Системы
линейных алгебраических уравнений Этот раздел является одним из основных в
алгебре. Нет такой отрасли науки и приложений, где в том или ином виде не использовались
бы системы линейных алгебраических уравнений. При решении экономических задач
системы линейных уравнений наиболее употребимы как в аппарате исследования, так
и при рассмотрении частных проблем.
- Метод
Гаусса Следует заметить, что как метод обратной матрицы, так и метод Крамера
являются очень трудоемкими по количеству вычислительной работы. Оба они требуют
порядка n2n! арифметических действий для нахождения решения системы линейных уравнений
- Элементы
теории вероятностей События, происходящие в окружающем нас мире, можно разделить
на три вида: достоверные, невозможные и случайные. Достоверным относительно комплекса
условий S называется событие, которое обязательно произойдет при осуществлении
этого комплекса условий
- Некоторые
элементы математической статистики Задачи математической статистики Первой
задачей математической статистики является указание методов сбора и группировки
статистических сведений, которые получены в результате экспериментов или наблюдений.
- Элементы
линейного программирования
- Экономический
анализ задач с использованием теории двойственности Рассмотрим задачу оптимального
использования ресурсов, запишем ее математическую модель
- Транспортная
задача — одна из распространенных задач линейного программирования. Ее цель
— разработка наиболее рациональных путей и способов транспортирования товаров,
устранение чрезмерно дальних, встречных, повторных перевозок. Все это сокращает
время продвижения товаров, уменьшает затраты предприятий, фирм, связанные с осуществлением
процессов снабжения сырьем, материалами, топливом, оборудованием и т.д. Неопределенный
интеграл Математика примеры задачи
- Задачи
с несколькими целевыми функциями Формулировка задачи В рассматриваемых выше
задачах линейного программирования математические модели имели одну целевую функцию,
для которой находилось максимальное или минимальное значение экономического показателя.
координатные плоскости
- Динамическое
программирование — один из разделов оптимального программирования, в котором
процесс принятия решения и управления может быть разбит на отдельные этапы (шаги).
Экономический процесс является управляемым, если можно влиять на ход его развития.
- Принятие решений
и элементы планирования Основные понятия теории игр В экономике иногда приходится
сталкиваться с ситуацией, когда при наличии многих участников эффективность решения
одного из них зависит от того, какие решения приняли другие участники.
- Модель
производственных запасов В основной модели предполагали, что поступление товаров
на склад происходит мгновенно, например в течение одного дня. Рассмотрим случай,
когда готовые товары поступают на склад непосредственно с производственной линии.
Пакет
P-CAD стал фактическим стандартом на промышленных предприятиях, обеспечивая выпуск
конструкторской и технологической документации Его последняя версия P-CAD 8.7
выпущена в марте 1998 г. OrCAD для DOS имел очень удобный редактор принципиальных
схем, что обусловило его популярность. Однако редактор печатных плат и средства
вывода данных на периферийные .устройства были удобнее в P-CAD. Производная степенно-показательной
функции Поэтому после создания в OrCAD принципиальных схем обычно списки соединений
передавались в P-CAD для вывода схем на принтер или плоттер и разработки печатной
платы. Однако с появлением новых версий этих пакетов ситуация изменилась. Непрерывный
или аналоговый сигналы Во-первых, из состава P-CAD версий 6.0-8.7 исключили
программу моделирования цифровых устройств PC-LOGS, предусмотрев вместо этого
интерфейс со специализированной системой проектирования цифровых устройств Viewlogic,
в то время как фирма OrCAD интенсивно развивала собственные средства моделирования
цифровых устройств и интерфейсы с программами разработки наиболее популярных ПЛИС.
Во-вторых, OrCAD раньше переведен на платформу Windows, з то время как презентация
P-CAD для Windows под названием ACCEL EDA 12.0 (разработчик фирма ACCEL Technologies)
состоялась лишь в конце февраля 1996 г.
Курс теоретических основ электротехники Разряд
конденсатора на активное сопротивление Поверхностью
называют множество последовательных положений линий, перемещающихся в пространстве.
Эта линия может быть прямой или кривой и называется образующей поверхности. Если
образующая кривая, она может иметь постоянный или переменный вид. Перемещается
образующая по направляющим, представляющим собой линии иного направления, чем
образующие. Однако пакет ACCEL EDA раньше переведен на полностью 32-разрядную
операционную систему Windows. Летом 1998 г. выпущена версия ACCEL EDA 14.0 для
Windows 95/NT, в которой помимо расширения функциональных возможностей разработки
печатных плат в ручном, автоматическом и интерактивном режиме, предусмотрены средства
составления технической документации, ведения документооборота и организации работы
большого коллектива разработчиков, используя средства Интернет. Основы
вычислительных систем Кроме того предусмотрены интерфейсы с различными программами,
в частности, со специализированной программой размещения компонентов и трассировки
печатных проводников SPECCTRA фирмы Cadence Design Systems, пакетом программ проектирования
цифровых устройств Workview Office (фирма Viewlogic Systems), программой моделирования
аналого цифровых устройств Dr. MATLAB Трехмерные графики
Spice A/D (фирма Deutsch Research), программой анализа электрических характеристик
проекта с учетом особенностей топологии печатной платы Signal Integrity (фирма
INCASES Engineering), программой доработки печатных плат перед выпуском фотошаблонов
ACCEL Gerber (фирма Advanced CAM Technologies). Все это дает основание считать
ACCEL EDA для Windows профессиональной системой разработки печатных плат, практически
полностью совместимой с популярной системой предыдущего поколения P-CAD для DOS,
причем версии ACCEL EDA 15.1 присвоили наименование P-CAD 2000, следующая версия
носит название P-CAD 2001. Кремлевские
укрепления Фирма OrCAD (основана в 1985 г.) в начале 1997 г. выпустила
систему нового поколения OrCAD 7.0 для Windows. Моделирование аналоговой или смешанной
аналого-цифровой части проекта проводится с помощью программы PSpice, передавая
описание проекта в текстовом виде, или с помощью пакета ICAP фирмы Intusoft, интегрируемого
с графическим схемным редактором OrCAD Capture.
Тригонометрические и гиперболические
подстановки Математика Задачи примеры В начале 1998 г. фирмы MicroSim
и OrCAD объединились, причем новая фирма получила название OrCAD. В результате
под маркой OrCAD начали распространяться программы моделирования и оптимизации
аналоговых и смешанных аналого-цифровых устройств, разработанные прежде фирмой
MicroSim и не имеющих пока интерфейса с редактором схем OrCAD Capture.Векторная
алгебра Математика Задачи В ноябре 1998 г. выпущена новая система OrCAD 9.0,
объединившая все перечисленные выше модули под управлением одной интегрированной
оболочки. Системы координат в пространстве: декартовы,
цилиндрические и сферические координаты В марте 2000 г. отделение Cadence
PCB System Division фирмы Cadence Design Systems, в которое преобразована компания
OrCAD, выпустило очередную версию OrCAD 9.2. В нее включили второй редактор принципиальных
схем PSpice Schematics, заимствованный из популярного в свое время пакета DesignLab
(по нашему мнению, он удобнее OrCAD Capture), ~и из нее, к сожалению, исключили
модуль проектирования цифровых устройств OrCAD Express (замененный поставляемым
отдельно пакетом программ FPGA Studio фирмы Synplicity). Примеры
решения задач по физике раздел Механика
- Общие сведения
о системе OrCAD
- Создание проекта в OrCAD Capture Нахождение
пределов с помощью формулы Тейлора Математика примеры решения задач
- Подготовка схем с помощью
PSpice Shematics
- Моделирование с помощью PSpice
- Вспомогательные
программы
- Проектирование печатных плат
-
Редактор топологии печатных плат OrCAD Layout
- Размещение компонентов и
трассировка проводников в автоматическом режиме
-
Программа GerbTool
- Команды
GerbTool
- Export
Экспорт данных
- Move
Перемещение отдельных объектов, объектов в окне или группы объектов
- Teadrops
Каплевидное сглаживание переходов при подключении проводников к контактным площадкам
указанного типа или ко всем площадкам
- All
Размещение на экране изображения всей платы
- Toolbars
Команды управления изображением
- Redline
Add Arrow Вставка объемных стрелок
- Grid
Snap Включение /выключение режима привязки курсора к узлам сетки
-
Графический редактор Visual CADD
- Команды
- Select Выбор объектов,
полностью находящихся в прямоугольном окне или касающихся его границ
- Rectangle
Рисование прямоугольника
- Curve
Построение кривых
- Hatch
Нанесение штриховки
- Symbol
Manager Вызов менеджера графических символов
- Comp
Group Keepout Ввод полигона на слое Grouр_Кеер_Оut_<имя>
- Offset
(OF) Параллельное смещение объектов на заданное фиксированное или произвольное
расстояние
- Fillet (FI)
Сглаживание пересечения объектов дугой заданного радиуса
- Digitizer
Dig Scale... (GZ) Установление соответствия масштабов изображения чертежей на
цифровом планшете и экране дисплея
- Track
End Стирание промежуточных построений, нанесенных на чертеж после выполнения
команды Snaps>Track, и рисование линии, соединяющей точку последнего расположения
курсора с точкой, которая была зафиксирована перед выполнением этой команды
- Value...
(ZU) Изображение чертежа в реальных размерах (с возможностью масштабирования)
- Measure Проведение
измерений:
- Программа автоматизации проектирования
печатных плат SPECCTRA 9
-
Общие сведения о программе SPECCTRA 9
-
Запуск программы
-
Интерфейс программы
- Размещение компонентов
- Трассировка проводников
- Основные понятия
- Приведем краткое описание основных понятий, используемых при трассировке
проводников.
- Команды
программы SPECCTRA в режиме трассировки проводников
-
Quit Завершение работы
- Wires
By Class List Защита /освобождение цепей, принадлежащих классам цепей
- Guides
Выбор участков цепей, находящихся в заданном диапазоне углов
- Shielded
Nets Выбор /отмена выбора режима экранирования сигнальных цепей:
- Net
Pairs Определение дифференциальной пары — двух цепей, которые должны быть
трассированы симметрично:
- Ruler
Нанесение горизонтальных или вертикальных линий для повышения точности измерений
или позиционирования проводников, ПО или компонентов
- Layer
Правила трассировки отдельных слоев
- Group
Set Правила трассировки групп
- Group
Правила разводки группы сегментов цепей
- Class
to Class Layer Правила разводки двух классов цепей, находящихся на одном
слое
- Route Выбор
алгоритма автотрассировки (Basic или более интеллектуальный Smart) и его параметров:
для Basic — количество проходов, для Smart — минимальные шаги сеток проводников
и ПО; генерация стрингеров и КТ; шаг пробной сетки; разрешение вставлять ПО между
пла-нарными выводами, принадлежащими одной цепи; сглаживание углов после трассировки
- Specify Выбор из
списка типа отчета: Assosiations, Clasters, Conflicts — Placement, Conflicts —
Route, Corners, Crosstalk, Emissions, Families, Groups, Group Sets, Interchanges,
Keepouts, Length, Padstacks, Pairs, Pin Models, Pins Without Fanout Vias, Placement,
Place Lengths, Power Dissipation, Regions, Rooms, Selected, Startup Errors, Swaps,
Testpoints, Unconnects, Vias
-
Автоматическая трассировка Графический редактор EditRoute позволяет проконтролировать
разведенную ПП
- Интерактивная
трассировка
- Подменю
режимов интерактивной трассировки
- Setup
Change Polygon Изменение имени подключенной цепи и слоя расположения
- Pin
Attribute Mode Режим редактирования атрибута вывода компонента
- Перечень
слоев проекта просматривается и редактируется в окне, открываемом нажатием
пиктограммы. Нажатие в нем на строку с именем слоя делает видимыми все расположенные
на нем объекты (при этом квадратик в конце строки окрашивается в цвет этих объектов).
|