سوف أخبرك عن عملي الذي استخدمته في وظيفتي السابقة. يتضمن تدريس الهندسة الكهربائية النظرية حل العديد من المشكلات وإجراء التجارب في المختبر. بطبيعة الحال ، من المستحسن التحقق من نتائج حل مشكلة أو إجراء تجربة - ماذا لو حدث خطأ؟
النص المخفيمن المؤكد أن توازن القدرات الكهربائية أمر جيد ، لكن يمكنك ارتكاب خطأ فيه أيضًا. المحاكاة تأتي لانقاذ. إن محاكيات الدوائر الكهربائية لها تاريخ غني ، ولن يكون تجميع نموذج الدائرة الكهربائية ، على سبيل المثال ، في LTspice مشكلة. ولكن هذا إذا كان لدى الطالب كمبيوتر محمول أو أسطول كافٍ من أجهزة الكمبيوتر في الفصل. وهذا لا يحدث دائمًا وليس في كل مكان :-) هناك أجهزة محاكاة ذات واجهة رسومية للهواتف الذكية ، ولكن راحة استخدامها هي نقطة نقاش. ولكن حتى لو كان المحاكي متاحًا ، فهناك مشكلة غريبة تتمثل في محاكاة وضع الحالة المستقرة لدارات التيار الجيبية. إذا تم تصميمها في وضع " عابر " ، فسيظهر السؤال ، مع مراعاة مدة عملية الانتقال التي تحدث عند تشغيل الدائرة - المشكلة هي " اكتشاف حالة مستقرة ". ولكن ، كما تقول ، هناك وضع " تحليل التيار المتردد ". هذا صحيح بالطبع ، لكن راحة استخدامه وتفسير نتائجه عند حل مشكلة التدريب لحساب الدائرة الحالية الجيبية هي مروحة كبيرة. كما أن جهاز المحاكاة لا يعرف شيئًا عن القوى التفاعلية والكاملة ، كما أن تحديد قراءات عداد الطاقة ليس بعيدًا عن التافهة.
قررت إنشاء محاكي بسيط للدوائر الكهربائية الخطية من
FoxySim الحالي
والجيوبتي مع إدخال نص من وصف الدائرة ، والذي يتطلب جهاز مع متصفح والقدرة على إدخال النص + الوصول إلى الإنترنت.
يمكن أن يكون المستعرض أي شيء ، حتى يكون نصًا واحدًا - على سبيل المثال ، محاكاة في
Lynx :
يتم وصف دائرة الدائرة المراد حسابها من خلال قائمة
net ، والتي تتكون من التوجيهات ، ووصف المكونات ، والتعليقات:
قمت بصياغة الوصف بروح
SPICE مع إضافات تهدف بشكل خاص إلى استخدام في تدريس الهندسة الكهربائية النظرية (أدوات القياس ، الكميات المعقدة ، إلخ).
ندخل قائمة من الاتصالات في مربع النص ، على سبيل المثال ، مثل هذا (تحتوي
معظم الأسطر على بنية بسيطة إلى حد ما للعناصر: الاسم ، عقدة البدء ، عقدة النهاية ، الاسمية ؛ للمقاييس ومقاييس الفولتميتر: الاسم ، عقدة بداية متعرجا ، عقدة نهاية متعرجة ، مع مقياس الواط قليلا أكثر تعقيدا - لديه اثنين من اللفات لا يتجزأ :-) ؛ يمكنك أيضًا ملاحظة قيمة EMF المحددة كمعلمة - حتى لا تتكرر الرقم نفسه ثلاث مرات )
.AC 50 VA 1 0 {E} 0 VB 2 0 {E} -120 VC 3 0 {E} 120 .PARAM E 220 PW1 1 4 1 3 PW2 2 5 2 3 PAA 4 6 PAB 5 7 PAC 3 8 R1 6 9 500 L1 7 9 300m C1 8 9 50u PVA 6 9 PVB 7 9 PVC 8 9 PVN 9 0 .END
اضغط على زر "ابدأ!" واحصل على النتيجة :-)
يتم تخزين الوصف الذي تم إدخاله للنظام في
ملفات تعريف الارتباط ، ويمكنك تبديل لغة الواجهة.
يتم تطبيق المحاكاة دون أي تخيل على
الذهاب (أنا مسرور بهذه اللغة) في شكل تطبيق
ويب .
لمحاكاة الدوائر الكهربائية ، استخدمت طريقة
MNA .
جهاز محاكاة متاح في
http://sim.foxylab.comتم نشر رمز المشروع على جيثب .فيما يلي بعض الأمثلة:
محاكاة دارة التيار المستمرمخطط:
قائمة الاتصالات:
.DC V1 1 0 10 R1 1 2 5 R2 2 0 15 R3 2 3 20 V2 3 0 30 I1 2 0 5 .END
النتيجة:
محاكاة دائرة التيار الجيبية الخطيةمخطط:
قائمة الاتصالات:
.AC 50 V1 1 0 100 0 PW1 1 2 1 0 PQ1 2 3 2 0 PF1 3 4 3 0 PA1 4 5 PV1 1 0 R1 5 6 50 L1 6 7 100m C1 7 0 80u .END
النتيجة:
محاكاة لدائرة معقدة من ثلاث مراحل غير المتماثلة مع المقاومة المعقدةمخطط:
قائمة الاتصالات:
.AC 50 VA 1 0 {E} 0 VB 2 0 {E} -120 VC 3 0 {E} 120 .PARAM E 220 PW1 1 4 1 3 PW2 2 5 2 3 Z1 4 6 8 30 Z2 5 7 12 -50 Z3 3 8 10 90 Z4 6 7 15 0 Z5 7 8 6 -30 Z6 6 8 18 60 .END
النتيجة:
يتوفر وصف موجز لتنسيق التوجيهات ووصف العناصر
هنا (زر
)
يمكن العثور على وصف تفصيلي لمحاكاة
هنا .
فيديو قصير يوضح عملية نمذجة الدارة الحالية الجيبية -