Vou falar sobre o meu trabalho, que usei no meu trabalho anterior. O ensino de engenharia elétrica teórica envolve a solução de inúmeros problemas e a realização de experimentos em laboratório. Naturalmente, é aconselhável verificar os resultados da solução de um problema ou da realização de um experimento - e se ocorrer um erro?
Texto ocultoO equilíbrio das capacidades elétricas é certamente uma coisa boa, mas você também pode cometer um erro. A simulação vem em socorro. Os simuladores de circuitos elétricos têm uma história rica e montar um modelo de circuito DC, por exemplo, no LTspice não será um problema. Mas isso é se o aluno tiver um laptop ou uma frota suficiente de computadores na sala de aula. E isso nem sempre e nem em toda parte :-) Existem simuladores com uma interface gráfica para smartphones, mas a conveniência de seu uso é um ponto discutível. Mas, mesmo que o simulador esteja disponível, há um problema peculiar com a simulação do modo de estado estacionário dos circuitos de corrente senoidal. Se eles são modelados no modo " transitório ", surge a pergunta, levando em consideração a duração do processo de transição que ocorre quando o circuito é ligado - o problema é " detecção de estado estacionário ". Mas, você diz, existe um modo " análise de CA ". É claro que isso é verdade, mas a conveniência de seu uso e interpretação de seus resultados na solução do problema educacional do cálculo do circuito de corrente senoidal é um grande fã. E o simulador também não sabe nada sobre potências reativas e plenas, e determinar as leituras do medidor de potência está longe de ser trivial.
Decidi criar um simulador minimalista de circuitos elétricos lineares de corrente direta e sinusoidal
FoxySim com uma entrada de texto da descrição do circuito, que requer um dispositivo com um navegador e a capacidade de inserir texto + acesso à Internet.
Um navegador pode ser qualquer coisa, mesmo texto - por exemplo, uma simulação no
Lynx :
O circuito do circuito a ser calculado é descrito por uma lista de
rede , composta por diretrizes, descrições de componentes e comentários:
Fiz o formato de descrição no espírito do
SPICE, com acréscimos direcionados especificamente ao uso no ensino de engenharia elétrica teórica (instrumentos de medição, quantidades complexas etc.).
Insira uma lista de conexões na caixa de texto, por exemplo, assim (a
maioria das linhas possui uma estrutura bastante simples para elementos: nome, nó inicial, nó final, nominal; para amperímetros e voltímetros: nome, nó inicial do enrolamento, nó final do enrolamento, com wattímetro um pouco mais complicado - ele tem dois enrolamentos integrais :-); você também pode observar o valor EMF especificado como parâmetro - para não repetir o mesmo número três vezes )
.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
pressione o botão "Iniciar!" e obtenha o resultado :-)
A descrição inserida do esquema é armazenada em
cookies , você pode alternar o idioma da interface.
O simulador é implementado sem qualquer fantasia no
Go (estou encantado com esta linguagem) na forma de um aplicativo da
Web .
Para simular circuitos elétricos, usei o método
MNA .
O simulador está disponível em
http://sim.foxylab.comO código do projeto é publicado no GitHub .Aqui estão alguns exemplos:
Simulação de circuito DCEsquema:
Lista de conexões:
.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
Resultado:
simulação de um circuito linear de corrente senoidalEsquema:
Lista de conexões:
.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
Resultado:
simulação de um circuito trifásico complexo assimétrico com resistências complexasEsquema:
Lista de conexões:
.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
Resultado:
Uma breve descrição do formato das diretivas e descrições dos elementos está disponível
aqui (botão
)
Uma descrição detalhada do simulador pode ser encontrada
aqui .
Um pequeno vídeo que ilustra o processo de modelagem de um circuito de corrente senoidal -