線形DCおよびAC回路の最小限のオンラインシミュレーター

以前の仕事で使った私の仕事についてお話します。 理論的な電気工学を教えるには、多くの問題を解決し、実験室で実験を行う必要があります。 当然、問題の解決または実験の結果を確認することをお勧めします-エラーが発生した場合はどうなりますか?



非表示のテキスト
電気容量のバランスは確かに良いことですが、間違いを犯すこともあります。 シミュレーションが助けになります。 電気回路のシミュレータには豊富な歴史があり、たとえばLTspiceで DC回路のモデルを組み立てることは問題になりません。 しかし、これは生徒が教室にラップトップまたは十分な数のコンピューターを持っている場合です。 そして、これは常にどこでも起こるわけではありません:-)スマートフォン用のグラフィカルインターフェースを備えたシミュレーターがありますが、それらの使用の利便性は重要なポイントです。 ただし、シミュレータが利用できる場合でも、正弦波電流回路の定常モードのシミュレーションには固有の問題があります。 それらが「 過渡 」モードでモデル化されている場合、回路がオンになったときに発生する遷移プロセスの期間を考慮して問題が発生します。問題は「 定常状態検出 」です。 しかし、あなたは言う、「 AC分析 」モードがあります。 もちろん、これは事実ですが、正弦波電流回路を計算するトレーニング問題を解く際にそれを使用し、その結果を解釈することの便利さは大ファンです。 また、シミュレータは無効電力と全電力について何も認識しておらず、メーターの測定値の決定は些細なことではありません。



私は、回路記述用のテキスト入力を備えた直接および正弦波電流FoxySimの線形電気回路のミニマルシミュレーターを作成することにしました。これには、ブラウザーとテキスト+インターネットアクセスを入力できるデバイスが必要です。



ブラウザは何でもかまいません。たとえば、テキストリンクでもかまいません-たとえば、 Lynxでのシミュレーション:



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計算される回路の回路は、ディレクティブ、コンポーネントの説明、およびコメントで構成されるネットリストによって記述されます。



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SPICEの精神で記述形式を作成し、特に理論的な電気工学(測定機器、複雑な数量など)の教育での使用を目的としています。



たとえば、次のように接続のリストを入力します( ほとんどの行は、名前、開始ノード、終了ノード、名義、電流計と電圧計の場合、名前、巻線開始ノード、巻線終了ノード、ワットメーターの要素に対してかなり単純な構造を持っていますもう少し複雑です-彼は2つの不可欠な巻線を持っています:-); また、パラメータとして設定されたEMF値に気づくことができます-同じ数を3回繰り返さないように



.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
      
      





「開始」ボタンを押して結果を取得します:-)



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入力されたスキームの説明はCookieに保存され、インターフェイス言語を切り替えることができます。

シミュレーターは、 WebアプリケーションとしてGo (私はこの言語に満足している)に手を加えずに実装されています。



電気回路をシミュレートするために、 MNAメソッドを使用しました。



シミュレータはhttp://sim.foxylab.comで入手できます。



プロジェクトコードはGitHubに投稿されています



以下に例を示します。



DC回路シミュレーション



スキーム:



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化合物リスト:



 .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
      
      





結果:



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線形正弦波電流回路のシミュレーション



スキーム:



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化合物リスト:



 .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
      
      





結果:



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複雑な抵抗を持つ複雑な非対称三相回路のシミュレーション



スキーム:



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化合物リスト:



 .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
      
      





結果:



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ディレクティブの形式と要素の説明の簡単な説明は、 ここから入手できます (ボタン 画像



シミュレーターの詳細な説明はここにあります



正弦波電流回路のモデリングプロセスを示す短いビデオ-



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