Je vais vous parler de mon travail, que j'ai utilisé dans mon ancien travail. L'enseignement du génie électrique théorique implique la résolution de nombreux problèmes et la réalisation d'expériences en laboratoire. Naturellement, il est conseillé de vérifier les résultats de la résolution d'un problème ou de la réalisation d'une expérience - que faire en cas d'erreur?
Texte masquéL'équilibre des capacités électriques est certainement une bonne chose, mais vous pouvez aussi vous y tromper. La simulation vient à la rescousse. Les simulateurs de circuits électriques ont une histoire riche, et assembler un modèle de circuit DC, par exemple, dans LTspice ne sera pas un problème. Mais c'est si l'élève a un ordinateur portable ou une flotte suffisante d'ordinateurs dans la salle de classe. Et cela ne se produit pas toujours et pas partout :-) Il existe des simulateurs avec une interface graphique pour smartphones, mais la commodité de leur utilisation est un point discutable. Mais même si le simulateur est disponible, il existe un problème particulier avec la simulation du mode de régime permanent des circuits de courant sinusoïdaux. S'ils sont modélisés en mode " transitoire ", la question se pose, en tenant compte de la durée du processus de transition qui se produit lorsque le circuit est mis sous tension - le problème est la " détection d'état stable ". Mais, dites-vous, il existe un mode " analyse AC ". Bien sûr, cela est vrai, mais la commodité de son utilisation et de l'interprétation de ses résultats pour résoudre le problème éducatif du calcul du circuit de courant sinusoïdal est un grand fan. Et le simulateur ne sait rien non plus des réactifs et des pleins pouvoirs, et déterminer les lectures du wattmètre est loin d'être trivial.
J'ai décidé de créer un simulateur minimaliste de circuits électriques linéaires de courant continu et sinusoïdal
FoxySim avec une entrée de texte de la description du circuit, qui nécessite un appareil avec un navigateur et la possibilité d'entrer du texte + un accès Internet.
Un navigateur peut être n'importe quoi, même un texte - par exemple, une simulation dans
Lynx :
Le circuit du circuit à calculer est décrit par une
netlist , composée de directives, de descriptions de composants et de commentaires:
J'ai fait le format de description dans l'esprit de
SPICE avec des ajouts visant spécifiquement l'utilisation dans l'enseignement de l'électrotechnique théorique (instruments de mesure, grandeurs complexes, etc.).
Nous entrons une liste de connexions dans la zone de texte, par exemple, comme ceci (la
plupart des lignes ont une structure assez simple pour les éléments: nom, nœud de début, nœud de fin, nominal; pour les ampèremètres et les voltmètres: nom, nœud de début d'enroulement, nœud d'extrémité d'enroulement, avec wattmètre un peu plus compliqué - il a deux enroulements intégraux :-); vous pouvez également remarquer la valeur EMF spécifiée comme paramètre - afin de ne pas répéter le même nombre trois fois )
.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
appuyez sur le bouton "Démarrer!" et obtenez le résultat :-)
La description entrée du schéma est stockée dans des
cookies , vous pouvez changer la langue de l'interface.
Le simulateur est implémenté sans aucune fantaisie sur
Go (je suis ravi de cette langue) sous la forme d'une application
Web .
Pour simuler des circuits électriques, j'ai utilisé la méthode
MNA .
Le simulateur est disponible sur
http://sim.foxylab.comLe code du projet est publié sur GitHub .Voici quelques exemples:
Simulation de circuit CCSchéma:
Liste des connexions:
.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
Résultat:
simulation d'un circuit de courant sinusoïdal linéaireSchéma:
Liste des connexions:
.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
Résultat:
simulation d'un circuit triphasé asymétrique complexe avec des résistances complexesSchéma:
Liste des connexions:
.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
Résultat:
Une brève description du format des directives et des descriptions des éléments est disponible
ici (bouton
)
Une description détaillée du simulateur peut être trouvée
ici .
Une courte vidéo illustrant le processus de modélisation d'un circuit de courant sinusoïdal -