FEMM 5

Методические материалы

Преподавателю

Подберите последовательность тем и самостоятельные упражнения к занятию. Связывайте физическую постановку с действиями в FEMM, а численный результат — с независимой оценкой и границами модели.

Каталог охватывает 202 занятий. Условия практикумов, теория, исходные модели и подробные расчётные примеры находятся на страницах соответствующих тем.

Опорные занятия

Первый расчёт, численная сходимость, знаки и энергия, внешняя цепь, момент и воспроизводимая программа.

6.1 · Полная последовательность расчёта воздушной катушки в графическом интерфейсе

Получите первый воспроизводимый расчёт воздушной катушки и объясните отдельно действие тока и числа витков.

3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения

Выберите достаточную сетку для заданного потокосцепления, отделив влияние сетки от усечения пространства.

8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка

Распознайте допустимую матрицу двух обмоток и объясните отрицательный \(M\) без потери энергетического смысла.

19.4 · Активная и активно-индуктивная нагрузка

Проверьте две нагрузки трансформатора по токам, напряжениям и активной мощности в одной согласованной нормировке.

25.2 · Момент под нагрузкой и отдельный расчёт зубцового момента

Обоснуйте достоверность момента в проверенной рабочей точке и составьте отдельный план зубцовой серии.

12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок

Сделайте серию расчётов воспроизводимой: ни один режим не теряется, отказ не превращается в нулевой результат.

В занятии о моменте опорой служит проверенная рабочая точка. Полная нулетоковая угловая серия зубцового момента требует собственной сеточной и угловой проверки. Демонстрационные числовые упражнения не являются новыми решениями FEMM.

Последовательность тем

Первый курс: поля и выбранное направление

Общие основы и теория; затем трансформаторы, реакторы и дроссели, электрические машины, аппараты, магнитные измерения или дефектоскопия. Базовые ручные задачи доступны без Python.

Учебная цель: Проверяемый ручной расчёт или измерительная модель выбранного направления с независимым ориентиром.

Инженерная практика и автоматизация

Общие основы, встроенный Python и нелинейные карты; затем выбранное направление: трансформаторы и реакторы, машины, аппараты, измерения, дефектоскопия или оптимизация.

Учебная цель: Согласованная серия выбранного объекта и воспроизводимый отчёт для инженерного решения.

Исследование устройств и методов контроля

Проверенная постановка и автоматизация; затем выбранное предметное направление, независимые точки, неопределённость и границы выводов.

Учебная цель: Вычислительный эксперимент с происхождением данных, численной проверкой и независимой опорой.

Нагрузка указана в целых академических часах по 45 минут; маршруты и выбор ветви не складываются как отдельная нагрузка.

Самостоятельные упражнения по темам

Доступны 202 занятий.

1.1 · Новый интерфейс FEMM 5 и расположение инструментов

Открыть занятие 1.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте одностраничное описание модели и укажите, где находятся все пять исходных параметров: тип, единицы, частота, ток, витки.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте одностраничное описание модели и укажите, где находятся все пять исходных параметров: тип, единицы, частота, ток, витки.

1.2 · Рабочее пространство FEMM 5: документы, меню, панели и консоль

Открыть занятие 1.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Создайте описание рабочего пространства для прямоугольного электростатического эталона; найдите меню файла, редактирования, вида, задачи, свойств, сетки, анализа и результата.

Предпосылки: 1.1 · Новый интерфейс FEMM 5 и расположение инструментов.

A · Исходная задача и воспроизведение

Откройте электростатический прямоугольник 10×10 мм из практикума. До решения запишите тип документа, единицы, глубину 100 мм, потенциалы 0 и 100 В и активный режим выбора. Решите задачу, сохраните модель, закройте и повторно откройте её; восстановите протокол и снимите \(V\) в (5;5) мм. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Создайте копию того же документа с правым потенциалом 200 В. Оставьте исходный документ открытым, явно переключитесь на копию и решите её. Сохраните два описания и два значения \(V\) в (5;5) мм; покажите, как отличили модель от окна её результата. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

2.1 · Узлы, отрезки и дуги: точные координаты и замкнутая топология

Открыть занятие 2.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте прямоугольник точным вводом координат; в отдельной копии внесите щель 0,01 мм, найдите её по координатам и исправьте.

Предпосылки: 1.2 · Рабочее пространство FEMM 5: документы, меню, панели и консоль.

A · Исходная задача и воспроизведение

Постройте прямоугольник 10×10 мм точным вводом координат. В копии разорвите один стык на 0,01 мм, найдите дефект по координатам, затем восстановите исходный стык и решите только исправленную модель с потенциалами 0 и 100 В. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Создайте отдельную копию исправленного прямоугольника и внесите разрыв 0,02 мм в другом стыке. Перед исправлением запишите две несовпадающие координаты. Исправьте топологию, проверьте замыкание области и сравните Vmid с исходной моделью на одинаковой сетке. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

2.2 · Метки областей, группы и назначение свойств во всех четырёх модулях

Открыть занятие 2.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Создайте двухслойный диэлектрик; проверьте свойства каждой метки, отрезка и проводника через повторный выбор.

Предпосылки: 2.1 · Узлы, отрезки и дуги: точные координаты и замкнутая топология.

A · Исходная задача и воспроизведение

Создайте двухслойный плоский диэлектрик по практикуму: \(g_{1}=g_{2}=5\) мм, \(\varepsilon _{r1}=2\), \(\varepsilon _{r2}=4\), \(U=100\) В. Повторным выбором проверьте две метки материала и границы; снимите падения напряжения и нормальное \(D\) по обе стороны стыка. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). В копии замените только \(\varepsilon _{r2}=4\) на \(\varepsilon _{r2}=2\). Сохраните обе модели, профили \(V\) и \(E\) и таблицу свойств меток; предскажите, что станет с отношением \(E_{1}/E_{2}\) и падениями напряжения. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

2.3 · Копирование, перенос, поворот и отражение геометрии без потери свойств

Открыть занятие 2.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Создайте групповой выбор конденсатора, перенесите его на 20 мм и сравните результат; затем удвойте поперечные размеры при прежней глубине.

Предпосылки: 2.2 · Метки областей, группы и назначение свойств во всех четырёх модулях.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите исходный конденсатор практикума. Перенесите всю геометрию вместе с метками и границами на 20 мм по \(x\) и повторите расчёт; сравните \(C\), \(Q\) и \(W\) и координаты контрольных точек. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Вернитесь к исходной копии и увеличьте только поперечные размеры в 2 раза, оставив глубину 100 мм, \(\varepsilon _{r}=2\) и \(U=100\) В. Сравните \(C\) и поле в геометрически соответствующих точках. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

2.4 · Импорт DXF: масштаб, слои, дуги и восстановление расчётных областей

Открыть занятие 2.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Экспортируйте геометрию эталонного прямоугольника в DXF, импортируйте в новый документ и восстановите его физические свойства.

Предпосылки: 2.1 · Узлы, отрезки и дуги: точные координаты и замкнутая топология; 2.2 · Метки областей, группы и назначение свойств во всех четырёх модулях.

A · Исходная задача и воспроизведение

Экспортируйте геометрию прямоугольника 10×10 мм в DXF, импортируйте её в новый электростатический документ и восстановите материал, глубину 100 мм и потенциалы \(0/100\) В. Сравните размеры и Vmid до и после переноса. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите импорт в отдельную копию с масштабом 2: прямоугольник должен стать 20×20 мм. Восстановите прежнюю глубину и напряжение; измерьте размеры по координатам, затем \(V\) в центре и Ex. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители

Открыть занятие 3.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните две Planar-копии при глубинах 10 и \(30 \,\text{мм}\); отдельно вычислите объём осесимметричной катушки.

Предпосылки: 2.1 · Узлы, отрезки и дуги: точные координаты и замкнутая топология; 2.2 · Метки областей, группы и назначение свойств во всех четырёх модулях.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните две Planar-копии при глубинах 10 и \(30 \,\text{мм}\); отдельно вычислите объём осесимметричной катушки.

3.2 · Условия Дирихле, Неймана, Робина и открытая граница

Открыть занятие 3.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Объясните, какой тип магнитной симметрии соответствует потоку вдоль границы, а какой — поперёк неё.

Предпосылки: 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители; 2.2 · Метки областей, группы и назначение свойств во всех четырёх модулях.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Объясните, какой тип магнитной симметрии соответствует потоку вдоль границы, а какой — поперёк неё.

Опорное занятие3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения

Открыть занятие 3.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выберите достаточную сетку для заданного потокосцепления, отделив влияние сетки от усечения пространства.

Предпосылки: 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители; 3.2 · Условия Дирихле, Неймана, Робина и открытая граница.

Порядок работы на занятии
  1. Назначьте критерий. Выберите величину и знаменатель; для почти нулевого значения задайте абсолютный масштаб.
  2. Изменяйте только сетку. Зафиксируйте область и сравните три \(h\) с числом элементов.
  3. Проверьте область отдельно. Сохраните локальное разрешение геометрии и увеличьте \(R\); не смешивайте эту серию с предыдущей.
  4. Обоснуйте остановку. Покажите последнее и предыдущее изменение, оставшиеся ограничения и стоимость решения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подготовьте таблицы сеточной и граничной чувствительности для выбранного \(\Psi\).

Перенос на другой режим

Учебная серия \(q(h)\): 1,80; 1,94; 1,98 Н·м. Сначала назначьте критерий 2% по модулю последнего \(q\). Можно ли принять последнюю пару после округления? Затем спроектируйте независимую проверку внешней области.

новое аналитическое учебное задание на законы текущего занятия; не FEMM-расчёт

3.4 · Управление сеткой: размер области и ребра, дуги, минимальный угол и Smart Mesh

Открыть занятие 3.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите три сетки пластины с объёмным источником, меняя только ограничение размера элементов; сравните \(T\) центра и тепловой баланс.

Предпосылки: 2.1 · Узлы, отрезки и дуги: точные координаты и замкнутая топология; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите источниковую тепловую пластину практикума с \(q_v=10^{6}\) Вт/м³ на трёх сетках с максимальным размером области 2, 1 и 0,5 мм. Запишите число элементов, \(T\) центра и сумму граничных потоков; физические параметры не меняйте. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите ту же сеточную серию при \(q_v=2\cdot 10^{6}\) Вт/м³. Сравните с исходной серией превышение \(T\) центра над 300 К и полный источник; не переносите допуск одной сетки без проверки. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

3.5 · Четыре окна постановки: единицы, глубина, частота, точность и библиотеки свойств

Открыть занятие 3.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте сравнительную таблицу четырёх диалогов и библиотек; в токовой задаче отдельно сравните \(f=0\) и \(f=1000\,\mathrm{Гц}\).

Предпосылки: 2.2 · Метки областей, группы и назначение свойств во всех четырёх модулях; 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители.

A · Исходная задача и воспроизведение

Составьте таблицу полей диалогов четырёх модулей с единицами. Для проводящего диэлектрика практикума решите \(f=1000\) Гц при амплитуде 100 В; запишите нормировку, комплексный ток и среднюю мощность. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). В копии токовой задачи измените только частоту на 2000 Гц. Сравните Re(I), Im(I) и среднюю активную мощность; объясните, какие поля диалога и свойства материала использованы. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

4.1 · Наблюдаемые величины и обработка результатов

Открыть занятие 4.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте таблицу \(B\), \(\Phi\), \(\Psi\), \(W_{\text{м}}\) для одной модели с точным описанием всех измерений.

Предпосылки: 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители; 3.2 · Условия Дирихле, Неймана, Робина и открытая граница.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подготовьте таблицу \(B\), \(\Phi\), \(\Psi\), \(W_{\text{м}}\) для одной модели с точным описанием всех измерений.

4.2 · Точки, контуры и выделенные области: знак и размерность интеграла

Открыть занятие 4.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Снимите \(T\) и \(q\) в точке, профиль вдоль пластины и поток через поперечный контур; разверните порядок точек контура.

Предпосылки: 4.1 · Наблюдаемые величины и обработка результатов.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите тепловую пластину 10×10 мм при глубине 100 мм и температурах \(373{,}15/293{,}15\) К. Снимите \(T\) в (5;5) мм, \(q_x\) и полный поток через вертикальный контур; сохраните направление обхода. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). В том же решении разверните вертикальный контур, затем отдельно интегрируйте потоки на всех границах с единой внешней нормалью. Сопоставьте знак, единицы и сумму потоков; повторный расчёт поля не требуется. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

4.3 · Карты, векторы, профили и экспорт данных: количественное сравнение вариантов

Открыть занятие 4.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте \(V, E, D\) вдоль линии через два диэлектрика, экспортируйте таблицу и две карты с общей шкалой.

Предпосылки: 4.2 · Точки, контуры и выделенные области: знак и размерность интеграла.

A · Исходная задача и воспроизведение

Экспортируйте профили \(V\), \(E\) и \(D\) через два слоя с \(\varepsilon _{r}=2\) и 4 при \(U=100\) В. Возьмите точки по обе стороны границы, а не только на ней; приложите CSV с координатами, единицами и подписью несглаженных значений. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите расчёт и экспорт при \(U=200\) В. Покажите исходную и изменённую карты на одной числовой шкале; сопоставьте \(E\) и \(D\) в тех же точках и объясните, почему автоматические разные шкалы мешают сравнению. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

5.1 · Уравнения Лапласа и Пуассона: градиент, дивергенция и единственность

Открыть занятие 5.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сопоставьте линейную задачу без источника и параболическую с источником; объясните возникновение внутреннего максимума.

Предпосылки: 4.2 · Точки, контуры и выделенные области: знак и размерность интеграла.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для тепловой пластины с торцами 300 К решите два случая: \(q_v=0\) и \(q_v=10^{6}\) Вт/м³. Выведите профиль каждого случая и сравните \(T\) центра, объёмный источник и сумму выходящих потоков. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Замените только \(q_v=10^{6}\) на 2·10⁶ Вт/м³. До расчёта выведите новый профиль и максимум; объясните, почему внутренний максимум допустим при источнике и отсутствует при \(q_v=0\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

5.2 · Слабая форма, линейный треугольник и независимые источники погрешности

Открыть занятие 5.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните линейный эталон с источниковой задачей; составьте бюджет ошибок геометрии, сетки, линейного решателя и исходных материалов.

Предпосылки: 5.1 · Уравнения Лапласа и Пуассона: градиент, дивергенция и единственность; 3.4 · Управление сеткой: размер области и ребра, дуги, минимальный угол и Smart Mesh.

A · Исходная задача и воспроизведение

На источниковой пластине практикума получите три решения при размере элементов 2, 1 и 0,5 мм. Сопоставьте \(T\) центра с аналитическими 305 К, отдельно запишите невязку теплового баланса и параметры линейного решателя. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). На фиксированной сетке 1 мм измените только точность линейного решателя с 10⁻⁶ на 10⁻⁸. Сравните изменение \(T\) центра с изменением при сгущении сетки; не называйте настройку решателя оценкой полной ошибки. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

Опорное занятие6.1 · Полная последовательность расчёта воздушной катушки в графическом интерфейсе

Открыть занятие 6.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите первый воспроизводимый расчёт воздушной катушки и объясните отдельно действие тока и числа витков.

Предпосылки: 1.1 · Новый интерфейс FEMM 5 и расположение инструментов.

Порядок работы на занятии
  1. Зафиксируйте модель. Повторно откройте файл и запишите тип задачи, единицы, \(N\), \(I\), геометрию и внешнюю область.
  2. Предскажите отношения. Запишите прогноз для изменения тока и для изменения \(N\) при постоянном \(NI\).
  3. Получите два решения. Используйте одинаковую геометрию и сетку; сохраните отдельные решения и свойства цепи.
  4. Сравните величины. Проверьте отношения \(B\), \(\Psi\) и \(W\); объясните конечную длину соленоида и неоднородность поля.
  5. Воспроизведите и объясните. По журналу повторите одну точку и сформулируйте границы вывода.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Повторите опыт при \(N=200\) и \(I=0{,}5 \,\text{А}\). Сравните \(B_{\text{ц}}\) и \(\Psi\) с исходными \(N=100\), \(I=1 \,\text{А}\).

Перенос на другой режим

В линейной воздушной катушке замените \(N=100\), \(I=1\) А на \(N=50\), \(I=2\) А при прежней геометрии. Предскажите и проверьте отношения \(B\), \(\Psi\) и \(W\).

новое аналитическое учебное задание на законы текущего занятия; не FEMM-расчёт

7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели

Открыть занятие 7.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Пересчитайте исходные данные для \(5 \,\text{кГц}\) и тока \(7{,}071 \,\text{А}\) действующего значения.

Предпосылки: 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители; 5.1 · Уравнения Лапласа и Пуассона: градиент, дивергенция и единственность.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Пересчитайте исходные данные для \(5 \,\text{кГц}\) и тока \(7{,}071 \,\text{А}\) действующего значения.

8.1 · Полная система Максвелла и материальные уравнения

Открыть занятие 8.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Опишите уравнения Максвелла и материальные уравнения для воздушной катушки, стального сердечника и постоянного магнита.

Предпосылки: 6.1 · Полная последовательность расчёта воздушной катушки в графическом интерфейсе.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Опишите уравнения Максвелла и материальные уравнения для воздушной катушки, стального сердечника и постоянного магнита.

8.2 · Интегральные магнитные величины: ток, МДС, поток и потокосцепление

Открыть занятие 8.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте описание интегралов: определения, области и ориентации, единицы, результаты FEMM, аналитическая проверка и опыт с глубиной.

Предпосылки: 8.1 · Полная система Максвелла и материальные уравнения.

Независимая самопроверка

Самостоятельно: четыре согласных витка сцеплены с 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мВб. Найдите \(\Psi\), затем обратите последний виток.

Неоднородное поле и изменение глубины

Нормальная индукция на поверхности задана \(B_n(x)=0{,}2+10x\) Т при \(0\le x\le 20\,\mathrm{мм}\), \(x\) в метрах; глубина 50 мм, нормаль положительна по \(B_n\). Вычислите поток интегрированием, затем удвойте глубину при неизменном поле. Для исходной глубины оцените ошибку замены интеграла произведением максимального \(B\) на площадь. Объясните, какую дополнительную информацию нужно получить, чтобы назвать результат потокосцеплением катушки.

8.3 · Магнитостатика и магнитоквазистатика: векторный и скалярный потенциалы

Открыть занятие 8.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выведите знак \(B_x\) и \(B_y\) для \(A_z=-0{,}004x+0{,}001y\), где \(x,y\) заданы в метрах, и подтвердите ответ в FEMM. Для геометрии в миллиметрах в Prescribed \(A\) введите \(A_{1}=-0{,}000004\) и \(A_{2}=0{,}000001\); не переносите коэффициенты формулы СИ без пересчёта координат.

Предпосылки: 8.1 · Полная система Максвелла и материальные уравнения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Выведите знак \(B_x\) и \(B_y\) для \(A_z=-0{,}004x+0{,}001y\), где \(x,y\) заданы в метрах, и подтвердите ответ в FEMM. Для геометрии в миллиметрах в Prescribed \(A\) введите \(A_{1}=-0{,}000004\) и \(A_{2}=0{,}000001\); не переносите коэффициенты формулы СИ без пересчёта координат.

8.4 · Линейные и нелинейные материалы и параметры постоянного магнита

Открыть занятие 8.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Рассчитайте \(H_{\text{коэрц}}\) для \(B_{\text{ост}}=1{,}0 \,\text{Тл}\) и \(\mu_{\text{воз}}=1{,}1\); опишите, каких данных не хватает для оценки необратимого размагничивания.

Предпосылки: 8.1 · Полная система Максвелла и материальные уравнения; 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Рассчитайте \(H_{\text{коэрц}}\) для \(B_{\text{ост}}=1{,}0 \,\text{Тл}\) и \(\mu_{\text{воз}}=1{,}1\); опишите, каких данных не хватает для оценки необратимого размагничивания.

8.5 · Источники тока, витки, знаки и связи между токами и напряжениями на выводах

Открыть занятие 8.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: При \(N=50\) и \(I=2 \,\text{А}\) сравните поле с \(N=100\), \(I=1 \,\text{А}\), затем объясните отличие \(\Psi\).

Предпосылки: 8.4 · Линейные и нелинейные материалы и параметры постоянного магнита.

Самостоятельная работа по исходному занятию

При \(N=50\) и \(I=2 \,\text{А}\) сравните поле с \(N=100\), \(I=1 \,\text{А}\), затем объясните отличие \(\Psi\).

8.6 · Периодичность, антипериодичность и скользящий воздушный зазор

Открыть занятие 8.6 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Для четырёхполюсного чередующегося возбуждения объясните выбор знака на секторе \(90^\circ\) и на секторе \(180^\circ\).

Предпосылки: 3.2 · Условия Дирихле, Неймана, Робина и открытая граница.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для четырёхполюсного чередующегося возбуждения объясните выбор знака на секторе \(90^\circ\) и на секторе \(180^\circ\).

8.7 · Одна катушка и потокосцепление без смешения с потоком

Открыть занятие 8.7 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Удвойте витки при том же токе и сравните \(B\), \(\Psi\), \(W_{\text{м}}\).

Предпосылки: 4.1 · Наблюдаемые величины и обработка результатов; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Удвойте витки при том же токе и сравните \(B\), \(\Psi\), \(W_{\text{м}}\).

8.8 · Две обмотки и матрица собственной и взаимной индуктивности

Открыть занятие 8.8 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните контроль при \(I_{1}=-1 \,\text{А}\),\(I_{2}=0{,}5 \,\text{А}\).

Предпосылки: 8.7 · Одна катушка и потокосцепление без смешения с потоком.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Выполните контроль при \(I_{1}=-1 \,\text{А}\),\(I_{2}=0{,}5 \,\text{А}\).

Опорное занятие8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка

Открыть занятие 8.9 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Распознайте допустимую матрицу двух обмоток и объясните отрицательный \(M\) без потери энергетического смысла.

Предпосылки: 8.8 · Две обмотки и матрица собственной и взаимной индуктивности.

Порядок работы на занятии
  1. Задайте направления. Нарисуйте начала обеих обмоток и положительные направления портовых токов.
  2. Проверьте матрицу. Сопоставьте взаимные коэффициенты и \(M^{2}\) с \(L_{11}L_{22}\).
  3. Проверьте два состояния. Используйте \(W\)=(\(L_{11}I1^{2}\)+2MI1I2+\(L_{22}I2^{2}\))/2 для \(I2=+2\) и −2 А.
  4. Переобозначьте порт. Измените знак \(M\) и второго тока согласованно; проверьте сохранение \(W\).

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для \(L_{1}=10 \,\text{мГн}\),\(L_{2}=4 \,\text{мГн}\) проверьте варианты \(M=6\) и \(7 \,\text{мГн}\).

Перенос на другой режим

Для \(L_{11}=12\) мГн и \(L_{22}=3\) мГн сравните \(M=-5\) мГн и \(M=7\) мГн. Какой вариант физически допустим как линейная взаимная матрица? Приведите токовое состояние, выявляющее проблему второго варианта.

новое аналитическое учебное задание на законы текущего занятия; не FEMM-расчёт

8.10 · Насыщение и статическая индуктивность

Открыть занятие 8.10 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Для аналитической функции найдите \(\Psi\) и \(L_{\text{ст}}\) при \(I=1{,}5 \,\text{А}\) и сравните с точкой \(3 \,\text{А}\).

Предпосылки: 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для аналитической функции найдите \(\Psi\) и \(L_{\text{ст}}\) при \(I=1{,}5 \,\text{А}\) и сравните с точкой \(3 \,\text{А}\).

8.11 · Локальная матрица Якоби и динамическая индуктивность

Открыть занятие 8.11 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Для двух нелинейных обмоток составьте план четырёх соседних расчётов, необходимый для полной матрицы Якоби размером \(2\times 2\).

Предпосылки: 8.10 · Насыщение и статическая индуктивность.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для двух нелинейных обмоток составьте план четырёх соседних расчётов, необходимый для полной матрицы Якоби размером \(2\times 2\).

8.12 · Статическая и динамическая индуктивности: определения, энергия и расчёт в FEMM

Открыть занятие 8.12 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните две индуктивности на воздушной катушке и насыщенном магнитопроводе

Предпосылки: 8.11 · Локальная матрица Якоби и динамическая индуктивность.

Измените рабочий ток и отделите нелинейность от движения

Повторите аналитическую задачу при \(I_{0}=1{,}5\,\mathrm{А}\); затем выполните нелинейную FEMM-серию при \(I_{1}=1\,\mathrm{А}\) и объясните изменение отношения \(L_{\mathrm{ст}}/L_{\mathrm{дин}}\). Геометрию сохраняйте.

Отделите смещение и взаимный поток от собственной индуктивности

При фиксированной геометрии линейная двухобмоточная система описана зависимостями \(\Psi _{1}=0{,}03+0{,}010I_{1}+0{,}004I_{2}\) и \(\Psi _{2}=0{,}02+0{,}004I_{1}+0{,}006I_{2}\) (\(\Psi\) в Вб, \(I\) в А). Рабочая точка \(I_{1}=2\,\mathrm{А}\), \(I_{2}=3\,\mathrm{А}\); постоянные члены заданы независимыми источниками поля. Найдите оба потокосцепления, полные отношения \(\Psi_k/I_k\) и матрицу динамических индуктивностей. Подтвердите каждый столбец центральными разностями при шагах 0,1 и 0,05 А. Выделите собственную индуктивность первой обмотки вычитанием \(\Psi _{1}(0;3)\). При \(dI_{1}/dt=100\,\mathrm{А/с}\) и \(dI_{2}/dt=0\) вычислите \(u_{1}-R_{1}I_{1}\) и \(u_{2}-R_{2}I_{2}\) в пассивном соглашении знаков.

8.13 · Знаки, аналогии и выбор полевой постановки

Открыть занятие 8.13 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: На контуре вокруг катушки докажите, почему простого однозначного \(\varphi _{m}\) во всём воздухе недостаточно.

Предпосылки: 8.1 · Полная система Максвелла и материальные уравнения; 8.3 · Магнитостатика и магнитоквазистатика: векторный и скалярный потенциалы; 8.4 · Линейные и нелинейные материалы и параметры постоянного магнита; 3.2 · Условия Дирихле, Неймана, Робина и открытая граница.

A · Воспроизведение и независимая проверка

На контуре вокруг катушки докажите, почему простого однозначного \(\varphi _{m}\) во всём воздухе недостаточно.

B · Изменение одного условия

Разверните опорное направление второй обмотки. Преобразуйте \(M\), \(\Psi 2\) и ЭДС, затем проверьте неизменность энергии при согласованном изменении знаков.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

9.1 · Электростатика: потенциал, заряд и уравнение Пуассона

Открыть занятие 9.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Решите плоский конденсатор и восстановите \(C\) тремя способами: \(Q/U, 2W/U^{2}\) и \(\varepsilon S/g\).

Предпосылки: 5.1 · Уравнения Лапласа и Пуассона: градиент, дивергенция и единственность; 3.5 · Четыре окна постановки: единицы, глубина, частота, точность и библиотеки свойств.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите идеальный конденсатор практикума при \(U=100\) В и \(\varepsilon _{r}=2\). Найдите \(C\) через \(Q/U\), \(2W/U^{2}\) и \(\varepsilon S/g\); сохраните модель и таблицу трёх оценок с единицами. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). При прежней геометрии и \(\varepsilon _{r}\) измените только \(U\) на 200 В. Повторите три оценки \(C\) и сравните отношения \(Q\) и \(W\) к исходному случаю. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

9.2 · Интегральные электрические величины: заряд, ток, напряжение и мощность

Открыть занятие 9.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте таблицу определений \(Q_e, I, U\), ЭДС, \(P, W\) с областью и единицами; подтвердите её двумя электрическими моделями и опытом с глубиной.

Предпосылки: 9.1 · Электростатика: потенциал, заряд и уравнение Пуассона.

Независимая самопроверка

Самостоятельно: удвойте глубину DC-эталона при прежних 100 В. Найдите \(I, P, R\) и ёмкость электростатического эталона.

Интеграл тока при неоднородном распределении

Через сечение высотой \(h=20\,\mathrm{мм}\) и глубиной 100 мм проходит ток с нормальной плотностью \(J_n(y)=100(1+y/h)\) А/м². Найдите ток в заданной ориентации и после обращения нормали. Сравните точный интеграл с расчётами по центральному и максимальному \(J\). Укажите, почему совпадение центрального \(J\) со средним в этой задаче не является общим свойством произвольного поля.

9.3 · Границы раздела диэлектриков, анизотропия и направление поля

Открыть занятие 9.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните двухслойный зазор с однородным и проверьте обе стороны границы раздела несглаженными значениями.

Предпосылки: 9.1 · Электростатика: потенциал, заряд и уравнение Пуассона.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите двухслойный зазор \(g_{1}=g_{2}=5\) мм, \(\varepsilon _{r1}=2\), \(\varepsilon _{r2}=4\) при 100 В. Снимите \(V\) и несглаженные нормальные \(E\),\(D\) по обе стороны границы раздела и вычислите \(C\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Замените только \(\varepsilon _{r2}\) на 2. Повторите измерения и сравните падения напряжений; объясните исчезновение скачка \(E\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

9.4 · Проводники с заданным потенциалом и зарядом; плавающий электрод

Открыть занятие 9.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Повторите конденсатор с заданным зарядом правого электрода и потенциалом левого; затем добавьте нейтральный плавающий электрод в симметричном зазоре.

Предпосылки: 9.3 · Границы раздела диэлектриков, анизотропия и направление поля.

A · Исходная задача и воспроизведение

В базовом двухэлектродном конденсаторе задайте левому электроду 0 В, правому полный заряд \(+177{,}083756256\) пКл вместо 100 В. Решите задачу и восстановите напряжение и \(C\); плавающий третий электрод не добавляйте. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). При прежней геометрии удвойте только заданный заряд правого электрода. Сравните напряжение и энергию с исходной зарядовой постановкой, сохранив опорный потенциал слева. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

9.5 · Матрица ёмкостей, взаимность и энергия системы электродов

Открыть занятие 9.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте таблицу двух независимых возбуждений системы из двух рабочих электродов и опорного корпуса; отдельно сохраните базовый двухэлектродный эталон.

Предпосылки: 9.4 · Проводники с заданным потенциалом и зарядом; плавающий электрод; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка.

A · Исходная задача и воспроизведение

Сохраните базовый конденсатор практикума и определите его скалярную \(C\) через \(Q/U\) и энергию. Затем для выбранной и полностью описанной системы из двух рабочих электродов и корпуса выполните два возбуждения (1;0) и (0;1) В и составьте матрицу \(C\) из зарядов. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Для той же трёхпроводной геометрии выполните возбуждение (1;1) В. Сопоставьте заряды с суммой двух столбцов матрицы и проверьте взаимность; не меняйте сетку, материал или опорный корпус. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

9.6 · Электростатическая сила, коэнергия и острые кромки

Открыть занятие 9.6 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните силу по двум методам; в отдельной серии измените шаг разности и радиус скругления электрода.

Предпосылки: 9.5 · Матрица ёмкостей, взаимность и энергия системы электродов.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для идеального плоского конденсатора \(S=0{,}001\) м², \(g=0{,}01\) м, \(\varepsilon _{r}=2\), \(U=1000\) В вычислите силу аналитически; на полевой модели практикума сравните два метода силы и запишите направление движения и сохраняемую величину \(U\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(U\) на 500 В. Повторите оценку силы; для энергетической разности проверьте два шага перемещения, сохранив напряжение и геометрию боковых границ. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

10.1 · Закон Фурье, стационарная теплопроводность и тепловое сопротивление

Открыть занятие 10.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Воспроизведите пластину с двумя заданными температурами; измерьте профиль и полный поток двумя независимыми способами.

Предпосылки: 5.1 · Уравнения Лапласа и Пуассона: градиент, дивергенция и единственность; 3.5 · Четыре окна постановки: единицы, глубина, частота, точность и библиотеки свойств.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите пластину 10×10 мм с глубиной 100 мм, \(k=10\) Вт/(м·К), \(q_v=0\), Tleft=373,15 К, Tright=293,15 К и теплоизолированными горизонтальными сторонами. Запишите профиль \(T\), \(Tmi_d\), \(q_x\), полный \(Q\) и баланс всех границ. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). В отдельной копии замените только Tleft на 333,15 К. Повторите измерения и сравните перепад температур и поток; сохраните обе модели и таблицы. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

10.2 · Интегральные тепловые величины: поток, мощность, теплота и энергия

Открыть занятие 10.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте интегральный тепловой баланс стенки и варианта с источником; отдельно вычислите переданную теплоту за заданное время.

Предпосылки: 10.1 · Закон Фурье, стационарная теплопроводность и тепловое сопротивление.

Независимая самопроверка

Самостоятельно: цилиндрическая поверхность \(r=10\,\mathrm{мм}\), высота 20 мм, \(q_n=1000\,\mathrm{Вт/м^2}\) наружу. Найдите мощность.

От теплового дисбаланса к накоплению энергии

В неподвижной стенке объёмом 2·10⁻⁵ м³ задан равномерный источник 200000 Вт/м³, суммарно наружу уходит 3 Вт. Объёмная теплоёмкость постоянна и равна 2·10⁶ Дж/(м³·К). Найдите мощность источника, скорость накопления энергии, прирост энергии за 10 с при сохранении баланса и скорость роста объёмной средней температуры. Можно ли назвать этот режим стационарным или восстановить из этих данных локальную максимальную температуру?

10.3 · Объёмные источники, температурный максимум и тепловой баланс

Открыть занятие 10.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Вычислите \(T\) центра и тепловыделение в пластине; проверьте баланс для исходного и удвоенного \(q_v\).

Предпосылки: 10.1 · Закон Фурье, стационарная теплопроводность и тепловое сопротивление.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите источниковую пластину практикума при \(q_v=10^{6}\) Вт/м³ и торцах 300 К. Сравните профиль с параболой, найдите \(T\) центра и отдельно интегрируйте объёмный источник и граничный поток. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Удвойте только \(q_v\) до 2·10⁶ Вт/м³. На той же геометрии и сетке проверьте изменение превышения Tmax над 300 К и повторите энергетический баланс. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

10.4 · Температура, поток, конвекция и излучение на границе

Открыть занятие 10.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Замените правую фиксированную температуру условием конвекции; сравните два заданных коэффициента теплоотдачи.

Предпосылки: 10.1 · Закон Фурье, стационарная теплопроводность и тепловое сопротивление.

A · Исходная задача и воспроизведение

Воспроизведите пластину практикума с левой температурой 350 К, правой конвекцией \(h=100\) Вт/(м²·К), \(T_{\infty}=300\) К. Вычислите последовательные сопротивления теплопроводности и теплоотдачи, измерьте \(Q\) и правую температуру. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(h\) на 200 Вт/(м²·К), сохранив \(L=10\) мм, площадь 0,001 м² и \(k=10\) Вт/(м·К). Повторите расчёт и сравните \(Q\), температуру поверхности и баланс. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

10.5 · Анизотропная теплопроводность, зависимости \(k(T)\) и контакт слоёв

Открыть занятие 10.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Замените постоянный \(k\) таблицей, совпадающей с \(k=10\) в контрольном диапазоне; затем измените \(k\) и сравните сопротивления.

Предпосылки: 10.3 · Объёмные источники, температурный максимум и тепловой баланс; 10.4 · Температура, поток, конвекция и излучение на границе.

A · Исходная задача и воспроизведение

В конвективном эталоне практикума замените постоянное \(k=10\) Вт/(м·К) таблицей с тем же \(k\) при 300 и 350 К. Сравните \(Q\) и температуры исходной и табличной моделей без изменения границ. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). В копии задайте в обеих строках таблицы \(k=20\) Вт/(м·К). При прежних \(h=100\), \(T_{\infty}=300\) К и Tleft=350 К вычислите новое суммарное тепловое сопротивление и сравните \(Q\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

10.6 · Переходная теплопроводность: теплоёмкость, начальное решение и шаг времени

Открыть занятие 10.6 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте начальную температуру и три серии временных шагов, используя документированное предыдущее решение.

Предпосылки: 10.3 · Объёмные источники, температурный максимум и тепловой баланс; 10.5 · Анизотропная теплопроводность, зависимости \(k(T)\) и контакт слоёв.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для теплоизолированного тела практикума задайте \(T_{0}=300\) К, \(c_v=2\) МДж/(м³·К), \(q_v=10^{6}\) Вт/м³. Дойдите до \(t=20\) с тремя сериями \(\Delta t=10\), 5 и 2,5 с, передавая предыдущий файл решения; сравните \(T\) и накопленную энергию. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите серию \(\Delta t=5\) с при \(q_v=2\cdot 10^{6}\) Вт/м³. Сравните рост температуры и энергию; запишите начальное состояние и цепочку предыдущих решений. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

11.1 · Постоянный ток: потенциал, закон Ома и сохранение заряда

Открыть занятие 11.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Решите прямой медный проводник и проверьте \(I\) по выводу и интегралу \(J\) через поперечное сечение.

Предпосылки: 5.1 · Уравнения Лапласа и Пуассона: градиент, дивергенция и единственность; 3.5 · Четыре окна постановки: единицы, глубина, частота, точность и библиотеки свойств.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите медный проводник \(L=100\) мм, высота 1 мм, глубина 10 мм, \(\sigma =58\) МСм/м при \(U=0{,}1\) В. Определите \(I\) по выводу и поперечному интегралу \(J\); найдите \(R\) и \(P\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Уменьшите только \(U\) до 0,05 В. Повторите измерения и сравните \(I\), \(R\) и \(P\), сохранив температуру и проводимость. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

11.2 · Границы раздела проводящих сред, сужение тока и эквивалентный контактный слой

Открыть занятие 11.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте двухслойный проводник, интегрируйте потери отдельно и сопоставьте с \(I^{2}R\) каждой части.

Предпосылки: 11.1 · Постоянный ток: потенциал, закон Ома и сохранение заряда.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите последовательные участки практикума \(L_{1}=90\) мм, \(L_{2}=10\) мм при \(\sigma _{1}=58\) МСм/м, \(\sigma _{2}=1\) МСм/м, сечении 10 мм² и \(U=0{,}1\) В. Снимите \(I\), падения напряжения и потери каждой области. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(\sigma _{2}\) на 2 МСм/м. Заново вычислите оба сопротивления, ток и \(I^{2}R\) каждой области; сопоставьте с полевыми интегралами. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

11.3 · Гармонический ток: проводимость, смещение, комплексная \(\varepsilon\) и нормировка

Открыть занятие 11.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Решите проводящий диэлектрик при 0, 1000 и 2000 Гц; сравните действительную и мнимую части тока.

Предпосылки: 11.1 · Постоянный ток: потенциал, закон Ома и сохранение заряда; 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для проводящего диэлектрика практикума при амплитуде 100 В выполните расчёты \(f=0\) и 1000 Гц. Запишите комплексный ток, проводимость и ёмкостную составляющую с одной нормировкой. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). При прежней геометрии и материале выполните \(f=2000\) Гц и сравните с 1000 Гц Re(I), Im(I), фазу и среднюю мощность. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

11.4 · Джоулевы потери, баланс выводов и перенос источников в тепловую модель

Открыть занятие 11.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: В прямом проводнике вычислите потери тремя способами и подготовьте таблицу источников для отдельной тепловой модели.

Предпосылки: 11.2 · Границы раздела проводящих сред, сужение тока и эквивалентный контактный слой; 11.3 · Гармонический ток: проводимость, смещение, комплексная \(\varepsilon\) и нормировка; 10.3 · Объёмные источники, температурный максимум и тепловой баланс.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите прямой проводник практикума при 0,1 В. Сопоставьте потери UI, \(I^{2}R\) и объёмный интеграл \(J\cdot E\); экспортируйте CSV распределения источника и суммарную мощность. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите расчёт при 0,05 В. Подготовьте отдельный CSV источников для тепловой модели; проверьте, что интеграл перенесённого источника совпадает с электрической мощностью. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

12.1 · Переменные, списки, словари, циклы и функции на задачах FEMM

Открыть занятие 12.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Создайте функцию для пяти токов от 0 до \(8 \,\text{А}\) с шагом \(2 \,\text{А}\). Добавьте суммарную энергию таблицы как упражнение со списком, объяснив, что сумма разных режимов не является энергией одной машины.

Предпосылки: 6.1 · Полная последовательность расчёта воздушной катушки в графическом интерфейсе; 8.7 · Одна катушка и потокосцепление без смешения с потоком.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Создайте функцию для пяти токов от 0 до \(8 \,\text{А}\) с шагом \(2 \,\text{А}\). Добавьте суммарную энергию таблицы как упражнение со списком, объяснив, что сумма разных режимов не является энергией одной машины.

12.2 · Встроенная консоль и команды подготовки модели и обработки решения

Открыть занятие 12.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Автоматически повторите два режима эталонной катушки при разных токах и составьте таблицу относительных расхождений. При отсутствии нужной цепи выведите содержательное сообщение об ошибке.

Предпосылки: 12.1 · Переменные, списки, словари, циклы и функции на задачах FEMM.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Автоматически повторите два режима эталонной катушки при разных токах и составьте таблицу относительных расхождений. При отсутствии нужной цепи выведите содержательное сообщение об ошибке.

12.3 · Комплексные числа и численные вычисления во встроенном Python

Открыть занятие 12.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Решите систему \(\begin{pmatrix}2&1\\1&3\end{pmatrix}x=\begin{pmatrix}5\\7\end{pmatrix}\) встроенным numpy.linalg.solve и вручную; затем замените вторую правую часть на \(7 + j\).

Предпосылки: 12.2 · Встроенная консоль и команды подготовки модели и обработки решения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Решите систему \(\begin{pmatrix}2&1\\1&3\end{pmatrix}x=\begin{pmatrix}5\\7\end{pmatrix}\) встроенным numpy.linalg.solve и вручную; затем замените вторую правую часть на \(7 + j\).

Опорное занятие12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок

Открыть занятие 12.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сделайте серию расчётов воспроизводимой: ни один режим не теряется, отказ не превращается в нулевой результат.

Предпосылки: 12.3 · Комплексные числа и численные вычисления во встроенном Python.

Порядок работы на занятии
  1. Перечислите режимы. Задайте устойчивые идентификаторы и ожидаемое число точек до запуска.
  2. Сохраните рабочую копию. Оригинал эталона и результаты предыдущего запуска сохраняйте отдельно.
  3. Записывайте каждый исход. Успех содержит число и единицу, отказ — статус и причину, а не вымышленный ноль.
  4. Повторите запуск. Проверьте политику перезаписи и число строк; подтвердите отсутствие дубликатов.
  5. Проверьте отчёт. Сопоставьте план, записанные статусы и успешные результаты.
Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Добавьте к таблице заданный ток, возвращённый ток и относительное расхождение. Проверяйте расхождение до записи статуса ok.

Перенос на другой режим

Запланированы 6 режимов; 4 успешны, 1 имеет записанный отказ, 1 вообще отсутствует в журнале. Посчитайте полноту учёта и долю успеха, затем опишите восстановление без повторной записи прежних строк.

новое аналитическое учебное задание на законы текущего занятия; не FEMM-расчёт

13.1 · Параметрическая геометрия и обмотки

Открыть занятие 13.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте в отдельном файле две прямоугольные стороны линейной катушки и воздушное окружение. Измените расстояние между сторонами, сохранив площади и витки.

Предпосылки: 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 8.5 · Источники тока, витки, знаки и связи между токами и напряжениями на выводах.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте в отдельном файле две прямоугольные стороны линейной катушки и воздушное окружение. Измените расстояние между сторонами, сохранив площади и витки.

13.2 · Движение ротора, сектор и угловая дискретизация

Открыть занятие 13.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Проверьте основную ЭДС на \(N = 48\), 96 и 192. Объясните, почему совпадение основной гармоники не доказывает точность зубцового момента.

Предпосылки: 13.1 · Параметрическая геометрия и обмотки.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Проверьте основную ЭДС на \(N = 48\), 96 и 192. Объясните, почему совпадение основной гармоники не доказывает точность зубцового момента.

13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров

Открыть занятие 13.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните сходимость \(\Psi\) и момента на одной машине. Выберите минимальную сетку, удовлетворяющую обоим назначенным критериям.

Предпосылки: 13.2 · Движение ротора, сектор и угловая дискретизация; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните сходимость \(\Psi\) и момента на одной машине. Выберите минимальную сетку, удовлетворяющую обоим назначенным критериям.

14.1 · Встроенный Python для электростатики: ei/eo и матрица ёмкостей

Открыть занятие 14.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Автоматизируйте сохранение двух режимов конденсатора через ei_saveas, ei_analyze, ei_loadsolution и eo_getconductorproperties; сверьте сигнатуры со справочником.

Предпосылки: 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 13.1 · Параметрическая геометрия и обмотки; 9.5 · Матрица ёмкостей, взаимность и энергия системы электродов.

A · Исходная задача и воспроизведение

Напишите программу встроенного Python, которая строит конденсатор практикума при \(U=100\) В, решает его и записывает \(Q\), \(W\) и три оценки \(C\) в CSV. Сохраните программу и исходную модель отдельно от результата. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Расширьте программу серией \(U=50\);100;200 В, сохраняя геометрию и \(\varepsilon _{r}=2\). Записывайте идентификатор режима и статус; проверьте постоянство \(C\) и масштабирование \(Q\),\(W\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

14.2 · Встроенный Python для теплопроводности: hi/ho и цепочка временных решений

Открыть занятие 14.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Создайте журнал шагов и организуйте hi_saveas → hi_probdef с предыдущим решением → hi_analyze → hi_loadsolution → чтение ho; первые шаги повторите вручную.

Предпосылки: 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 10.6 · Переходная теплопроводность: теплоёмкость, начальное решение и шаг времени.

A · Исходная задача и воспроизведение

Автоматизируйте адиабатический эталон \(T_{0}=300\) К, \(c_v=2\) МДж/(м³·К), \(q_v=10^{6}\) Вт/м³ до \(t=20\) с с \(\Delta t=5\) с. Сохраните программу, цепочку предыдущих решений и CSV времени, температуры и статуса. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите автоматическую серию с \(\Delta t=2{,}5\) с при тех же исходных условиях. Сравните конечную температуру, число шагов и накопленную энергию; каждая серия начинается с одной \(T_{0}\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

14.3 · Встроенный Python для токовой задачи: ci/co, комплексные выводы и потери

Открыть занятие 14.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Повторите в ci/co три частоты токового эталона; выгрузите \(V, I, Y, P\) в CSV с заголовками и единицами.

Предпосылки: 12.3 · Комплексные числа и численные вычисления во встроенном Python; 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 11.4 · Джоулевы потери, баланс выводов и перенос источников в тепловую модель.

A · Исходная задача и воспроизведение

Напишите серию токового модуля для проводящего диэлектрика при \(f=0\);1000;2000 Гц и амплитуде 100 В. В CSV сохраняйте действительную и мнимую части тока раздельно вместе с единицами и статусом. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите ту же частотную серию при амплитуде 50 В. Сравните масштабирование комплексного тока и средней мощности; сохраните исходный журнал и новую серию отдельно. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

15.1 · Графики и численные массивы встроенного Python: данные, сетка и ограничения пакетов

Открыть занятие 15.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте табличный и графический профили \(T(x)\); затем добавьте отдельный ряд фактически извлечённых значений FEMM, не смешивая происхождение рядов.

Предпосылки: 12.3 · Комплексные числа и численные вычисления во встроенном Python; 4.3 · Карты, векторы, профили и экспорт данных: количественное сравнение вариантов.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для источниковой пластины практикума выгрузите программой \(T(x)\) при \(q_v=10^{6}\) Вт/м³: 21 равноотстоящая точка по средней линии. Запишите координату, температуру и единицы; постройте график вместе с аналитическим профилем. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Добавьте серию \(q_v=2\cdot 10^{6}\) Вт/м³ в тех же точках и с общей шкалой. Сохраните исходные CSV и график; сравните превышение температуры над 300 К. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

16.1 · Воспроизводимый запуск четырёх модулей: файлы, ошибки и библиотека проверок

Открыть занятие 16.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте четыре коротких протокола по семействам mi/mo, ei/eo, hi/ho, ci/co; запишите проверки активного документа, файла результата и единиц.

Предпосылки: 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 14.1 · Встроенный Python для электростатики: ei/eo и матрица ёмкостей; 14.2 · Встроенный Python для теплопроводности: hi/ho и цепочка временных решений; 14.3 · Встроенный Python для токовой задачи: ci/co, комплексные выводы и потери.

A · Исходная задача и воспроизведение

Автоматизируйте прямой проводник практикума при \(U=0{,}1\) В. Соберите программу, модель, CSV с \(I\),\(R\),\(P\) и текстовый порядок запуска. Скопируйте файлы в новый каталог и повторите собственный запуск без обращения к прежним результатам. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(U\) на 0,05 В в параметрах отдельной серии. Снова сохраните файлы в новой рабочей папке, сравните 290 А и 14,5 Вт с исходными 580 А и 58 Вт; запишите причину любого отказа. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

17.1 · Повтор катушки и электромагнита в реальной геометрии

Открыть занятие 17.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Определите диапазон тока, где аналитический линейный ориентир и поле отличаются не более заранее выбранных \(10 \,\%\). Объясните физические причины отклонения.

Предпосылки: 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров; 8.12 · Статическая и динамическая индуктивности: определения, энергия и расчёт в FEMM.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Определите диапазон тока, где аналитический линейный ориентир и поле отличаются не более заранее выбранных \(10 \,\%\). Объясните физические причины отклонения.

17.2 · Таблицы потокосцеплений и локальная матрица индуктивностей

Открыть занятие 17.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте матрицу в двух рабочих точках с разным насыщением. Сравните собственные и взаимные производные, сохранив исходные таблицы.

Предпосылки: 17.1 · Повтор катушки и электромагнита в реальной геометрии.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте матрицу в двух рабочих точках с разным насыщением. Сравните собственные и взаимные производные, сохранив исходные таблицы.

17.3 · Фиксированная и дифференциальная проницаемости: силы и проверка производных

Открыть занятие 17.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите силу при двух токах и двух зазорах, сравните масштаб \(I^{2}/\delta^{2}\) и объясните отклонения насыщенной модели.

Предпосылки: 17.2 · Таблицы потокосцеплений и локальная матрица индуктивностей.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Получите силу при двух токах и двух зазорах, сравните масштаб \(I^{2}/\delta^{2}\) и объясните отклонения насыщенной модели.

18.1 · Катушка и дроссель с зазором: индуктивность, насыщение и энергия

Открыть занятие 18.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните два зазора дросселя при одинаковых витках и токе; постройте \(\Psi (I)\) и проверьте оценку энергии.

Предпосылки: 8.10 · Насыщение и статическая индуктивность; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для контрольной магнитной цепи практикума с одним эффективным зазором 1 мм, \(S=100\) мм², \(N=100\), \(I=1\) А вычислите \(B\), \(L\), \(\Psi\) и \(W\). На полевой модели снимите те же величины и отдельно объясните рассеяние и конечную проницаемость. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только эффективный зазор на 2 мм, сохранив \(N\) и \(I\). Повторите аналитический контроль и полевой расчёт; сравните отношения \(B\) и \(L\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

18.2 · Реакторы и дроссели: выбор зазора, рассеяние и запасённая энергия

Открыть занятие 18.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выберите зазор по заданным \(L\) и \(I\) в цепной оценке, затем сравните два полевых варианта при одинаковом токе. Покажите энергетические проверки и объясните отличие от одномерной цепи.

Предпосылки: 18.1 · Катушка и дроссель с зазором: индуктивность, насыщение и энергия; 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок.

Вариант A

Увеличьте суммарный зазор до 1 мм при прежнем токе. Найдите \(L\) и \(W\).

Вариант B

Удвойте \(N\) до 200 и уменьшите \(I\) до 0,5 А при прежней геометрии. Сравните \(B\), \(L\) и \(W\).

18.3 · Подмагничивание дросселя: секущая, дифференциальная индуктивности и пульсация тока

Открыть занятие 18.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите обе индуктивности около выбранного подмагничивания, обоснуйте \(h\) и сетку, проверьте энергию и оцените пульсацию для заданных вольт-секунд.

Предпосылки: 18.2 · Реакторы и дроссели: выбор зазора, рассеяние и запасённая энергия; 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок.

Вариант A

Уменьшите \(I0\) до 2,5 А в той же функции. Сравните индуктивности.

Вариант B

Сохраните рабочую точку 5 А, удвойте интервал напряжения 1 В до 1 мс. Какова локальная оценка пульсации и как её проверить?

18.4 · Переменный ток в реакторе: действующие значения, гармоники и баланс потерь

Открыть занятие 18.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте спектр реактора и сумму потерь при заданных Rac(f), затем проверьте один полевой частотный режим по сетке и мощности. Укажите, чего недостаёт для температуры.

Предпосылки: 18.3 · Подмагничивание дросселя: секущая, дифференциальная индуктивности и пульсация тока; 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок.

Вариант A

Удвойте амплитуду третьей гармоники с 0,3 до 0,6 А. Найдите новые потери.

Вариант B

Положите оба Rac равными Rdc=0,2 Ом, сохранив спектр. Найдите мощность и объясните отличие.

19.1 · Однофазный трансформатор и независимое возбуждение обмоток

Открыть занятие 19.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте собственную матрицу трансформатора и переобозначьте начало вторичной обмотки. Поясните изменение знаков без изменения положительности энергии.

Предпосылки: 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте собственную матрицу трансформатора и переобозначьте начало вторичной обмотки. Поясните изменение знаков без изменения положительности энергии.

19.2 · Холостой ход при заданном токе или заданном напряжении

Открыть занятие 19.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Рассчитайте ХХ при 20 и \(40 \,\text{В}\) на своей линейной модели. Составьте таблицу тока, напряжения вторичной обмотки и средней индукции.

Предпосылки: 19.1 · Однофазный трансформатор и независимое возбуждение обмоток.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Рассчитайте ХХ при 20 и \(40 \,\text{В}\) на своей линейной модели. Составьте таблицу тока, напряжения вторичной обмотки и средней индукции.

19.3 · Опыт короткого замыкания и рассеяние

Открыть занятие 19.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сместите вторичную обмотку в пределах окна, сохранив витки и материалы. Определите изменение \(L_{\text{кз}}\) и объясните его полем рассеяния.

Предпосылки: 19.2 · Холостой ход при заданном токе или заданном напряжении.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сместите вторичную обмотку в пределах окна, сохранив витки и материалы. Определите изменение \(L_{\text{кз}}\) и объясните его полем рассеяния.

Опорное занятие19.4 · Активная и активно-индуктивная нагрузка

Открыть занятие 19.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Проверьте две нагрузки трансформатора по токам, напряжениям и активной мощности в одной согласованной нормировке.

Предпосылки: 19.3 · Опыт короткого замыкания и рассеяние.

Порядок работы на занятии
  1. Согласуйте протокол. Различите аналитическую матрицу примера и матрицу, извлечённую из собственной геометрии.
  2. Обозначьте порты. Зафиксируйте направления и действующие либо амплитудные фазоры.
  3. Решите две нагрузки. Получите токи при неизменном напряжении источника; не переносите численные токи другой геометрии без проверки.
  4. Проверьте выводы. Вычислите обе невязки напряжений после возврата токов в FEMM.
  5. Замкните баланс. Перечислите включённые потери и покажите входную и нагрузочную мощность.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Добавьте третью нагрузку \(20 + j4 \,\text{Ом}\) и оцените изменение регулирования напряжения относительно ХХ.

Перенос на другой режим

Повторите две нагрузки 10 Ом и \(10+j8\) Ом при \(U_{1}=80\) В действующего значения вместо 100 В на той же линейной аналитической матрице. До расчёта укажите масштаб токов, напряжений и мощностей.

новое аналитическое учебное задание на законы текущего занятия; не FEMM-расчёт

19.5 · Нелинейность, баланс мощности и пределы гармоники

Открыть занятие 19.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте сравнительную таблицу линейного и нелинейного ХХ при трёх напряжениях, включая ток, потокосцепление, поле и невязку уравнений на выводах.

Предпосылки: 19.4 · Активная и активно-индуктивная нагрузка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте сравнительную таблицу линейного и нелинейного ХХ при трёх напряжениях, включая ток, потокосцепление, поле и невязку уравнений на выводах.

20.1 · Симметричная группа из трёх однофазных трансформаторов

Открыть занятие 20.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте таблицу трёх фаз для ХХ и активной нагрузки: амплитуда, действующее значение, фазовый угол, фазная и общая мощность.

Предпосылки: 19.5 · Нелинейность, баланс мощности и пределы гармоники.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подготовьте таблицу трёх фаз для ХХ и активной нагрузки: амплитуда, действующее значение, фазовый угол, фазная и общая мощность.

20.2 · Схемы \(\mathrm Y\) и \(\Delta\) и связь фазных и линейных величин

Открыть занятие 20.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Рассчитайте фазные и линейные величины группы при двух схемах соединения; приведите векторную диаграмму одной проверяемой группы.

Предпосылки: 20.1 · Симметричная группа из трёх однофазных трансформаторов.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Рассчитайте фазные и линейные величины группы при двух схемах соединения; приведите векторную диаграмму одной проверяемой группы.

20.3 · Холостой ход и короткое замыкание трёхфазной группы

Открыть занятие 20.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Для своей группы вычислите напряжение КЗ при токе, равном двойному току выбранной нагрузки, и сравните медные потери.

Предпосылки: 20.2 · Схемы \(\mathrm Y\) и \(\Delta\) и связь фазных и линейных величин.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для своей группы вычислите напряжение КЗ при токе, равном двойному току выбранной нагрузки, и сравните медные потери.

20.4 · Трёхстержневой сердечник и согласованный нагрузочный режим

Открыть занятие 20.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните группу и общий сердечник при одинаковой первичной тройке МДС. Объясните отличия опытов с заданным током и заданным напряжением.

Предпосылки: 20.3 · Холостой ход и короткое замыкание трёхфазной группы.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните группу и общий сердечник при одинаковой первичной тройке МДС. Объясните отличия опытов с заданным током и заданным напряжением.

21.1 · Линейная система двух связанных обмоток во встроенном Python

Открыть занятие 21.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Определите токи при нагрузках 5, 10 и \(20 \,\text{Ом}\) и проверьте активную мощность нагрузки по действующему току.

Предпосылки: 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 19.4 · Активная и активно-индуктивная нагрузка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Определите токи при нагрузках 5, 10 и \(20 \,\text{Ом}\) и проверьте активную мощность нагрузки по действующему току.

21.2 · Холостой ход и короткое замыкание с учётом активных сопротивлений

Открыть занятие 21.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подберите \(U_{\text{кз}}\), чтобы действующий первичный ток был \(1 \,\text{А}\). Сначала рассчитайте масштаб аналитически, затем проверьте полевой результат.

Предпосылки: 21.1 · Линейная система двух связанных обмоток во встроенном Python.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подберите \(U_{\text{кз}}\), чтобы действующий первичный ток был \(1 \,\text{А}\). Сначала рассчитайте масштаб аналитически, затем проверьте полевой результат.

21.3 · Нелинейная нагрузка: метод Ньютона по действительным и мнимым составляющим

Открыть занятие 21.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните нагрузочную точку при двух близких напряжениях; вторую начните с токов первой и сравните число полевых решений.

Предпосылки: 21.2 · Холостой ход и короткое замыкание с учётом активных сопротивлений.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Выполните нагрузочную точку при двух близких напряжениях; вторую начните с токов первой и сравните число полевых решений.

21.4 · Проверка полевой невязки и невязки уравнений электрической цепи

Открыть занятие 21.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Создайте сводную таблицу ХХ, КЗ и нагрузки: токи, напряжения, \(\varepsilon_{\text{цеп}}\), \(P_{\text{вх}}\), \(P_{\text{наг}}\) и включённые потери.

Предпосылки: 21.3 · Нелинейная нагрузка: метод Ньютона по действительным и мнимым составляющим.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Создайте сводную таблицу ХХ, КЗ и нагрузки: токи, напряжения, \(\varepsilon_{\text{цеп}}\), \(P_{\text{вх}}\), \(P_{\text{наг}}\) и включённые потери.

22.1 · Связь шести обмоток и схемы соединения

Открыть занятие 22.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Опишите звезда–звезда и звезда–треугольник для одной матрицы параметров обмоток. Выведите линейное отношение напряжений по маркировке витков.

Предпосылки: 21.4 · Проверка полевой невязки и невязки уравнений электрической цепи; 20.4 · Трёхстержневой сердечник и согласованный нагрузочный режим.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Опишите звезда–звезда и звезда–треугольник для одной матрицы параметров обмоток. Выведите линейное отношение напряжений по маркировке витков.

22.2 · Симметричная и несимметричная нагрузка

Открыть занятие 22.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните нагрузки \(10/20/20 \,\text{Ом}\) с нейтралью и без нейтрали. Для изолированного узла найдите его потенциал из суммы токов.

Предпосылки: 22.1 · Связь шести обмоток и схемы соединения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните нагрузки \(10/20/20 \,\text{Ом}\) с нейтралью и без нейтрали. Для изолированного узла найдите его потенциал из суммы токов.

22.3 · Нейтраль, нулевая последовательность и ограничения двумерной модели

Открыть занятие 22.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте сравнительную таблицу трёх конструкций: путь возврата, применимость 2D, источники независимых данных и ожидаемые ограничения.

Предпосылки: 22.2 · Симметричная и несимметричная нагрузка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте сравнительную таблицу трёх конструкций: путь возврата, применимость 2D, источники независимых данных и ожидаемые ограничения.

23.1 · Асинхронная машина и модель короткозамкнутого ротора

Открыть занятие 23.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте описание полевой модели короткозамкнутой обмотки ротора: геометрия, обмотка статора, путь замыкания токов, сектор, удельная электрическая проводимость при заданной температуре и неучтённые конструктивные элементы.

Предпосылки: 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели; 8.6 · Периодичность, антипериодичность и скользящий воздушный зазор; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.8 · Две обмотки и матрица собственной и взаимной индуктивности.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте описание полевой модели короткозамкнутой обмотки ротора: геометрия, обмотка статора, путь замыкания токов, сектор, удельная электрическая проводимость при заданной температуре и неучтённые конструктивные элементы.

23.2 · Частота токов ротора и серия неподвижных гармонических расчётов

Открыть занятие 23.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте вручную таблицу пяти частотных точек, а одну из них оставьте исключительно для проверки принятой схемы.

Предпосылки: 23.1 · Асинхронная машина и модель короткозамкнутого ротора.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте вручную таблицу пяти частотных точек, а одну из них оставьте исключительно для проверки принятой схемы.

23.3 · Роторные токи, вытеснение тока и параметры схемы

Открыть занятие 23.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте таблицу влияния частоты и заданной температуры на потери и потокосцепление; отдельно внесите поправку колец.

Предпосылки: 23.2 · Частота токов ротора и серия неподвижных гармонических расчётов.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте таблицу влияния частоты и заданной температуры на потери и потокосцепление; отдельно внесите поправку колец.

23.4 · ХХ, заторможенный ротор и нагрузочная рабочая точка

Открыть занятие 23.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Вычислите нагрузочную точку при двух скольжениях и объясните перераспределение мощности; не называйте это траекторией разгона.

Предпосылки: 23.3 · Роторные токи, вытеснение тока и параметры схемы.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Вычислите нагрузочную точку при двух скольжениях и объясните перераспределение мощности; не называйте это траекторией разгона.

24.1 · Турбогенератор и цилиндрический ротор

Открыть занятие 24.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте учебную двухполюсную модель и таблицу потокосцеплений трёх положений при нулевых токах статора.

Предпосылки: 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели; 8.5 · Источники тока, витки, знаки и связи между токами и напряжениями на выводах; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте учебную двухполюсную модель и таблицу потокосцеплений трёх положений при нулевых токах статора.

24.2 · Характеристика ХХ и возбуждение турбогенератора

Открыть занятие 24.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте две характеристики ХХ — линейную и нелинейную — и объясните магнитные области, определяющие изгиб.

Предпосылки: 24.1 · Турбогенератор и цилиндрический ротор.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте две характеристики ХХ — линейную и нелинейную — и объясните магнитные области, определяющие изгиб.

24.3 · Реакция якоря, установившееся короткое замыкание и нагрузка

Открыть занятие 24.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте линейную диаграмму одной нагрузки и сравните её с неподвижной картиной реакции якоря, явно объяснив связь между ними.

Предпосылки: 24.2 · Характеристика ХХ и возбуждение турбогенератора.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте линейную диаграмму одной нагрузки и сравните её с неподвижной картиной реакции якоря, явно объяснив связь между ними.

24.4 · Гидрогенератор и явнополюсная геометрия

Открыть занятие 24.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте отдельный файл явнополюсной машины, таблицу чередования полюсов и сравнение двух наконечников.

Предпосылки: 24.3 · Реакция якоря, установившееся короткое замыкание и нагрузка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подготовьте отдельный файл явнополюсной машины, таблицу чередования полюсов и сравнение двух наконечников.

24.5 · Оси \(d\) и \(q\) и отличие явнополюсной машины

Открыть занятие 24.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Определите \(d/q\)-связи линейной явнополюсной модели и покажите исчезновение реактивного члена в искусственном случае \(L_d = L_q\).

Предпосылки: 24.4 · Гидрогенератор и явнополюсная геометрия.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Определите \(d/q\)-связи линейной явнополюсной модели и покажите исчезновение реактивного члена в искусственном случае \(L_d = L_q\).

24.6 · Проверка режима генератора и знаков мощности

Открыть занятие 24.6 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Исследуйте одну рабочую точку турбо- или гидрогенератора: условия, схема, токи, поле, восстановленная ЭДС, мощности и область применимости.

Предпосылки: 24.5 · Оси \(d\) и \(q\) и отличие явнополюсной машины.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Исследуйте одну рабочую точку турбо- или гидрогенератора: условия, схема, токи, поле, восстановленная ЭДС, мощности и область применимости.

25.1 · Машина с поверхностными постоянными магнитами и ЭДС холостого хода

Открыть занятие 25.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите фазную ЭДС своей модели машины с поверхностными постоянными магнитами и сравните две скорости, не повторяя полевой расчёт неизменной угловой серии.

Предпосылки: 8.4 · Линейные и нелинейные материалы и параметры постоянного магнита; 8.6 · Периодичность, антипериодичность и скользящий воздушный зазор; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Получите фазную ЭДС своей модели машины с поверхностными постоянными магнитами и сравните две скорости, не повторяя полевой расчёт неизменной угловой серии.

Опорное занятие25.2 · Момент под нагрузкой и отдельный расчёт зубцового момента

Открыть занятие 25.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Обоснуйте достоверность момента в проверенной рабочей точке и составьте отдельный план зубцовой серии.

Предпосылки: 25.1 · Машина с поверхностными постоянными магнитами и ЭДС холостого хода.

Порядок работы на занятии
  1. Сверьте рабочую точку. Назовите модель, токи, сетку, метод и область проверки.
  2. Зафиксируйте условия производной. Сохраните фазные токи при ±\(\Delta \theta\); не удерживайте вместо них \(i_d/i_q\) относительно поворачивающегося ротора.
  3. Сопоставьте методы. Изучите принятые и отклонённые шаги; отличайте шум от физического изменения.
  4. Спланируйте зубцовую серию. Обнулите токи, обоснуйте период, назначьте отдельный абсолютный допуск и удвоение числа угловых отсчётов.

Пилот использует проверенную рабочую точку и диагностику методов. Полная нулетоковая угловая серия не объявляется уже выполненной.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните нагрузочную и нулетоковую серии, задав отдельный абсолютный критерий для зубцового момента.

Перенос на другой режим

Из коэнергий \(W'(\theta +\Delta \theta )=0{,}10008\) Дж и \(W'(\theta -\Delta \theta )=0{,}10000\) Дж при \(\Delta \theta =0{,}5^\circ\) получите учебную центральную оценку момента. Что потребуется, чтобы назвать этот результат проверенным моментом FEMM?

новое аналитическое учебное задание на законы текущего занятия; не FEMM-расчёт

25.3 · Машина со встроенными постоянными магнитами и реактивная составляющая момента

Открыть занятие 25.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните машины с поверхностными и встроенными постоянными магнитами по полным моментам при трёх токовых точках и одинаковом допустимом модуле тока.

Предпосылки: 25.2 · Момент под нагрузкой и отдельный расчёт зубцового момента.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните машины с поверхностными и встроенными постоянными магнитами по полным моментам при трёх токовых точках и одинаковом допустимом модуле тока.

25.4 · Материал магнитов, температура и проверка поля размагничивания

Открыть занятие 25.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте протокол проверки постоянных магнитов для двух заданных температур и двух токовых состояний с явным указанием доступных и отсутствующих данных.

Предпосылки: 25.3 · Машина со встроенными постоянными магнитами и реактивная составляющая момента.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте протокол проверки постоянных магнитов для двух заданных температур и двух токовых состояний с явным указанием доступных и отсутствующих данных.

26.1 · Согласованное и рассогласованное положения вентильно-индукторной машины

Открыть занятие 26.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите свои \(L\) и \(W^{\prime}\) в трёх положениях; найдите участок положительного момента по угловой производной.

Предпосылки: 8.6 · Периодичность, антипериодичность и скользящий воздушный зазор; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.10 · Насыщение и статическая индуктивность.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Получите свои \(L\) и \(W^{\prime}\) в трёх положениях; найдите участок положительного момента по угловой производной.

26.2 · Потокосцепление, коэнергия и момент при насыщении

Открыть занятие 26.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте проверяемую \(5 \times 3\) таблицу \(\Psi\) и \(W^{\prime}\), добавьте одну сгущённую строку по току и одну моментную проверку по углу.

Предпосылки: 26.1 · Согласованное и рассогласованное положения вентильно-индукторной машины.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте проверяемую \(5 \times 3\) таблицу \(\Psi\) и \(W^{\prime}\), добавьте одну сгущённую строку по току и одну моментную проверку по углу.

26.3 · Рабочая зона фазы и ограничения статической постановки

Открыть занятие 26.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте карту полезной зоны трёх фаз и покажите допустимый идеализированный порядок включения для положительного вращения.

Предпосылки: 26.2 · Потокосцепление, коэнергия и момент при насыщении.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте карту полезной зоны трёх фаз и покажите допустимый идеализированный порядок включения для положительного вращения.

27.1 · Машина постоянного тока и реакция якоря

Открыть занятие 27.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите две токовые карты якоря и объясните различие полевого момента, пространственного переключения и реальной переходной коммутации.

Предпосылки: 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Получите две токовые карты якоря и объясните различие полевого момента, пространственного переключения и реальной переходной коммутации.

27.2 · Синхронная реактивная машина и геометрия барьеров

Открыть занятие 27.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте зависимость статического момента от \(\beta\) при одинаковом токе для линейного и нелинейного материалов.

Предпосылки: 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.11 · Локальная матрица Якоби и динамическая индуктивность; 24.5 · Оси \(d\) и \(q\) и отличие явнополюсной машины.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте зависимость статического момента от \(\beta\) при одинаковом токе для линейного и нелинейного материалов.

27.3 · Сопоставление типов машин и выбор допустимой двумерной модели

Открыть занятие 27.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте матрицу выбора для пяти семейств: источник, расчётный режим, выходная величина, независимая проверка и отсутствующая физика.

Предпосылки: 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители; 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели; 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте матрицу выбора для пяти семейств: источник, расчётный режим, выходная величина, независимая проверка и отсутствующая физика.

28.1 · Выбор постановки и самостоятельная ручная модель

Открыть занятие 28.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Передайте протокол и исходный .fem своей выбранной задачи с заранее указанным эталоном, двумя режимами и планом численных проверок.

Предпосылки: 3.3 · Независимое уточнение сетки, области и положения; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка; 27.3 · Сопоставление типов машин и выбор допустимой двумерной модели.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Передайте протокол и исходный .fem своей выбранной задачи с заранее указанным эталоном, двумя режимами и планом численных проверок.

28.2 · Проверки, два режима и защита результата

Открыть занятие 28.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Исследуйте пакет .fem + таблицы + отчёт. Сформулируйте, какие ручные действия будут автоматизированы во второй части без изменения физических условий.

Предпосылки: 28.1 · Выбор постановки и самостоятельная ручная модель.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Исследуйте пакет .fem + таблицы + отчёт. Сформулируйте, какие ручные действия будут автоматизированы во второй части без изменения физических условий.

29.1 · Серия расчётов по частоте и определение параметров асинхронного двигателя

Открыть занятие 29.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Идентифицируйте \(RL\)-эталон по 1 и \(3 \,\text{Гц}\), затем добавьте искусственную частотную зависимость \(R\) и объясните систематический остаток постоянной модели.

Предпосылки: 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров; 23.4 · ХХ, заторможенный ротор и нагрузочная рабочая точка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Идентифицируйте \(RL\)-эталон по 1 и \(3 \,\text{Гц}\), затем добавьте искусственную частотную зависимость \(R\) и объясните систематический остаток постоянной модели.

29.2 · Проверка параметров на независимых частотах

Открыть занятие 29.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Заранее отложите две частоты и сравните постоянную \(RL\)-схему со схемой, содержащей одну физически обоснованную частотную поправку.

Предпосылки: 29.1 · Серия расчётов по частоте и определение параметров асинхронного двигателя.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Заранее отложите две частоты и сравните постоянную \(RL\)-схему со схемой, содержащей одну физически обоснованную частотную поправку.

29.3 · Лобовые части, кольца ротора и температура

Открыть занятие 29.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Оцените чувствительность рабочего момента к сопротивлению лобовых частей \(\pm 20 \,\%\) и температуре \(\pm 10 \,{}^\circ\text{C}\).

Предпосылки: 29.2 · Проверка параметров на независимых частотах.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Оцените чувствительность рабочего момента к сопротивлению лобовых частей \(\pm 20 \,\%\) и температуре \(\pm 10 \,{}^\circ\text{C}\).

29.4 · Электромагнитный момент, частота вращения и согласованный нагрузочный режим

Открыть занятие 29.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Найдите скольжение для постоянного нагрузочного момента \(15 \,\text{Н}\cdot \text{м}\) в диапазоне \(0{,}01\text{–}0{,}15\) и проверьте устойчивость выбранного пересечения.

Предпосылки: 29.3 · Лобовые части, кольца ротора и температура.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Найдите скольжение для постоянного нагрузочного момента \(15 \,\text{Н}\cdot \text{м}\) в диапазоне \(0{,}01\text{–}0{,}15\) и проверьте устойчивость выбранного пересечения.

30.1 · Насыщение и таблицы потокосцеплений по продольной и поперечной осям генератора

Открыть занятие 30.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сопоставьте локальные \(d/q\)-матрицы турбо- и гидрогенератора в низкотоковой и насыщенной точках; объясните различие.

Предпосылки: 17.2 · Таблицы потокосцеплений и локальная матрица индуктивностей; 24.6 · Проверка режима генератора и знаков мощности.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сопоставьте локальные \(d/q\)-матрицы турбо- и гидрогенератора в низкотоковой и насыщенной точках; объясните различие.

30.2 · Автономный генератор и внешняя нагрузка

Открыть занятие 30.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте внешнюю характеристику \(U_{\text{д}}(I_{\text{д}})\) при заданной скорости и возбуждении для трёх нагрузок.

Предпосылки: 30.1 · Насыщение и таблицы потокосцеплений по продольной и поперечной осям генератора.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте внешнюю характеристику \(U_{\text{д}}(I_{\text{д}})\) при заданной скорости и возбуждении для трёх нагрузок.

30.3 · Работа на сеть и выбор независимых условий

Открыть занятие 30.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Для того же напряжения и \(X\) найдите угол, соответствующий \(P = 10 \,\text{кВт}\), затем вычислите \(Q\) при \(E = 260 \,\text{В}\).

Предпосылки: 30.2 · Автономный генератор и внешняя нагрузка.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для того же напряжения и \(X\) найдите угол, соответствующий \(P = 10 \,\text{кВт}\), затем вычислите \(Q\) при \(E = 260 \,\text{В}\).

30.4 · Холостой ход, установившееся короткое замыкание, нагрузка и мощность

Открыть занятие 30.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте сравнительные характеристики двух генераторов: ЭДС ХХ, установившийся ток КЗ и \(P(\delta)\) при одном возбуждении.

Предпосылки: 30.3 · Работа на сеть и выбор независимых условий.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подготовьте сравнительные характеристики двух генераторов: ЭДС ХХ, установившийся ток КЗ и \(P(\delta)\) при одном возбуждении.

31.1 · Поверхностные и встроенные магниты: проверка геометрии и обмоток

Открыть занятие 31.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте проверочную таблицу двух машин: размеры, пары полюсов, число пазов, обмотка, магниты, температура, ограничения сравнения.

Предпосылки: 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров; 25.4 · Материал магнитов, температура и проверка поля размагничивания.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте проверочную таблицу двух машин: размеры, пары полюсов, число пазов, обмотка, магниты, температура, ограничения сравнения.

31.2 · Расчёт по полному угловому периоду и спектральный анализ

Открыть занятие 31.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Для \(Q = 12\) пазов и \(2p = 10\) полюсов выведите период зубцового момента и выберите 64 точки на него; сравните с периодом фазной ЭДС.

Предпосылки: 31.1 · Поверхностные и встроенные магниты: проверка геометрии и обмоток.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Для \(Q = 12\) пазов и \(2p = 10\) полюсов выведите период зубцового момента и выберите 64 точки на него; сравните с периодом фазной ЭДС.

31.3 · Таблицы потокосцеплений, пульсации момента и максимальный момент при заданном токе

Открыть занятие 31.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Найдите режим максимального момента при амплитудах тока 5 и \(10 \,\text{А}\). Сравните средний момент и размах пульсаций в оптимальной точке и при \(i_d = 0\).

Предпосылки: 31.2 · Расчёт по полному угловому периоду и спектральный анализ.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Найдите режим максимального момента при амплитудах тока 5 и \(10 \,\text{А}\). Сравните средний момент и размах пульсаций в оптимальной точке и при \(i_d = 0\).

31.4 · Оценка потерь и размагничивания в заданных условиях

Открыть занятие 31.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте карту \(H_\parallel\) внутри одного магнита при двух токовых режимах; сравните минимумы на двух сетках и укажите источник температурного предела.

Предпосылки: 31.3 · Таблицы потокосцеплений, пульсации момента и максимальный момент при заданном токе.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Постройте карту \(H_\parallel\) внутри одного магнита при двух токовых режимах; сравните минимумы на двух сетках и укажите источник температурного предела.

32.1 · Магнитостатические таблицы вентильно-индукторной машины и нелинейная цепь

Открыть занятие 32.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите две угловые кривые \(L_{\text{ст}}\) и \(L_{\text{дин}}\) при 2 и \(8 \,\text{А}\) и объясните различие.

Предпосылки: 17.3 · Фиксированная и дифференциальная проницаемости: силы и проверка производных; 26.3 · Рабочая зона фазы и ограничения статической постановки.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Получите две угловые кривые \(L_{\text{ст}}\) и \(L_{\text{дин}}\) при 2 и \(8 \,\text{А}\) и объясните различие.

32.2 · Коммутация и численное интегрирование по времени во встроенном Python

Открыть занятие 32.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Смоделируйте токовую импульсную серию при двух углах выключения и объясните изменение энергии возврата.

Предпосылки: 32.1 · Магнитостатические таблицы вентильно-индукторной машины и нелинейная цепь.

Программный эталон и условия его применения

Скачать эталон с русскими пояснениями · Условия, ожидаемые результаты и ограничения

Программа проверки восьми эталонов

Аналитические контрольные функции не являются решением поля.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Смоделируйте токовую импульсную серию при двух углах выключения и объясните изменение энергии возврата.

32.3 · Динамика цепи и механики с квазистатическим восстановлением поля

Открыть занятие 32.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните разгон при двух нагрузках; покажите ток, скорость, момент и энергетический остаток на одном временном интервале.

Предпосылки: 32.2 · Коммутация и численное интегрирование по времени во встроенном Python.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните разгон при двух нагрузках; покажите ток, скорость, момент и энергетический остаток на одном временном интервале.

33.1 · Токовые состояния машины постоянного тока

Открыть занятие 33.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните два положения щёток по среднему моменту и пульсациям, сохраняя ток и возбуждение.

Предпосылки: 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров; 27.1 · Машина постоянного тока и реакция якоря.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните два положения щёток по среднему моменту и пульсациям, сохраняя ток и возбуждение.

33.2 · Синхронная реактивная машина и перекрёстное насыщение

Открыть занятие 33.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните две ширины мостиков по моменту, пульсациям и локальному насыщению при одинаковом токе.

Предпосылки: 17.2 · Таблицы потокосцеплений и локальная матрица индуктивностей; 27.2 · Синхронная реактивная машина и геометрия барьеров.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Сравните две ширины мостиков по моменту, пульсациям и локальному насыщению при одинаковом токе.

34.1 · Магнитные потери, потери в проводниках и граница баланса мощности

Открыть занятие 34.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте баланс двух нагрузочных точек одной машины, отдельно показывая изменение медных и магнитных потерь.

Предпосылки: 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели; 28.2 · Проверки, два режима и защита результата.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Составьте баланс двух нагрузочных точек одной машины, отдельно показывая изменение медных и магнитных потерь.

34.2 · Чувствительность к исходным данным и неопределённость

Открыть занятие 34.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Ранжируйте три входа по влиянию на средний момент и потери. Предложите, какие данные требуется измерить точнее.

Предпосылки: 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров; 34.1 · Магнитные потери, потери в проводниках и граница баланса мощности.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Ранжируйте три входа по влиянию на средний момент и потери. Предложите, какие данные требуется измерить точнее.

35.1 · Потери в проводниках обмоток: скин-эффект, близость и гармоническая сетка

Открыть занятие 35.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните одиночный проводник и пару проводников при одинаковых \(\mathrm{RMS}\)-токах, затем исследуйте поле близости и сеточную сходимость потерь.

Предпосылки: 34.1 · Магнитные потери, потери в проводниках и граница баланса мощности; 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для \(\sigma =58\) МСм/м, \(\mu _{r}=1\) при 5 кГц оцените \(\delta\) и рассчитайте одну фиксированную геометрию проводника при заданном RMS-токе. Сохраните потери на трёх сетках \(\delta /2\), \(\delta /4\), \(\delta /8\), записав преобразование RMS в амплитуду источника. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Добавьте второй такой же проводник с тем же RMS-током на зазоре, равном одной ширине первого проводника; явно задайте одинаковые направления токов. Повторите сеточную серию и сравните потери каждого проводника с одиночным случаем. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

35.2 · Тепловая модель электрической машины: карта потерь, анизотропия и охлаждение

Открыть занятие 35.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Перенесите сохранённую карту потерь машины в тепловую модель; сравните два условия охлаждения и стационарный либо переходный режим.

Предпосылки: 34.1 · Магнитные потери, потери в проводниках и граница баланса мощности; 14.2 · Встроенный Python для теплопроводности: hi/ho и цепочка временных решений; 10.5 · Анизотропная теплопроводность, зависимости \(k(T)\) и контакт слоёв.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для одноузлового теплового контроля \(P=10\) Вт, Cth=100 Дж/К, \(R_{\mathrm{th}}=2\) К/Вт, \(T_{0}=T_{\infty}=300\) К получите \(T\)(200 с) и установившуюся температуру. В своей тепловой модели машины приложите карту потерь с тем же контролем суммарной мощности и перечнем областей. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). В аналитическом контроле измените только \(R_{\mathrm{th}}\) на 1 К/Вт и сравните \(T\)(200 с), \(\tau\) и установившуюся температуру. Для полевой модели измените одно явно указанное условие охлаждения при неизменной карте потерь и отдельно проверьте баланс. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

35.3 · Изоляция обмоток машины: электростатическое поле и ограничение двумерной оценки

Открыть занятие 35.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните две конфигурации изоляции паза при одинаковых заданных потенциалах и скруглениях; проверьте ёмкость, локальное поле и сетку.

Предпосылки: 9.6 · Электростатическая сила, коэнергия и острые кромки; 9.3 · Границы раздела диэлектриков, анизотропия и направление поля; 27.3 · Сопоставление типов машин и выбор допустимой двумерной модели.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите двухслойный контроль \(g_{1}=g_{2}=5\) мм, \(\varepsilon _{r1}=2\), \(\varepsilon _{r2}=4\) при \(U=100\) В. Для собственной геометрии изоляции паза сохраните те же материалы, заданные потенциалы, минимальные толщины и радиусы кромок; сравните \(C\) и локальное \(E\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(\varepsilon _{r2}\) на 2 и повторите обе модели на согласованных сетках. Сравните распределение напряжения по слоям и максимумы \(E\) при прежних радиусах кромок. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

36.1 · Завершённый расчётный проект электрической машины

Открыть занятие 36.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Представьте описание выбранной машины, план двух режимов и критерии проверки до выполнения полной серии.

Предпосылки: 28.2 · Проверки, два режима и защита результата; 12.4 · Повтор ручного расчёта, рабочие копии, таблицы и обработка ошибок; 34.2 · Чувствительность к исходным данным и неопределённость.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Представьте описание выбранной машины, план двух режимов и критерии проверки до выполнения полной серии.

36.2 · Независимое сравнение и воспроизводимый отчёт

Открыть занятие 36.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте окончательный отчёт и краткую проверочную инструкцию, позволяющую другому человеку повторить основной режим.

Предпосылки: 36.1 · Завершённый расчётный проект электрической машины.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Подготовьте окончательный отчёт и краткую проверочную инструкцию, позволяющую другому человеку повторить основной режим.

37.1 · Турбогенератор как воспроизводимый вычислительный эксперимент

Открыть занятие 37.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте протокол мини-курса и укажите по одному независимому контролю для геометрии, поля, цепи, спектра и динамики.

Предпосылки: 24.6 · Проверка режима генератора и знаков мощности; 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров; 17.3 · Фиксированная и дифференциальная проницаемости: силы и проверка производных; 8.12 · Статическая и динамическая индуктивности: определения, энергия и расчёт в FEMM.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Составьте протокол учебной модели и таблицу происхождения десяти её входов. Отдельно сравните опубликованный пример 340 МВт, пример 325 МВт и собственную геометрию \(24/12\) пазов. Сохраните программу кинематической проверки и CSV параметров с единицами и статусами источников.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). По статье о геометрии составьте перечень недостающих данных для точной реконструкции 340 МВт. Программно проверьте \(n=60f/p\) при \(f=50\) Гц и \(p=1{,}2\); объясните, почему расчёт 1500 об/мин для \(p=2\) не означает поддержку новой топологии текущим построителем.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.2 · Параметрическая геометрия: габариты, зазор и полный круг

Открыть занятие 37.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите вариант с зазором на 20 % больше; сохраните новый файл и объясните отличие изменения зазора от увеличения наружной расчётной области.

Предпосылки: 37.1 · Турбогенератор как воспроизводимый вычислительный эксперимент.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните независимый шаг 01 из сохранённых reproduce.py и run-01.py. В CSV запишите радиусы, зазор, активную длину и площадь кольца; сравните четыре осевые координаты после сохранения и повторного открытия FEM.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). В отдельном каталоге увеличьте только физический зазор с 2 до 2,4 мм за счёт радиуса расточки, сохранив ротор, наружный радиус статора и границу. Повторите шаг 01 и проверьте вложенность и аналитическую площадь кольца.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.3 · Зубцово-пазовая структура статора и контроль тиражирования

Открыть занятие 37.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните исходную ширину паза и ширину на 10 % больше. Предскажите изменение площади обмотки и зубца; проверочный расчёт построенной модели при нулевых токах отделите от сравнения возбуждённого поля на стадии 05.

Предпосылки: 37.2 · Параметрическая геометрия: габариты, зазор и полный круг.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 02. Сохраните ведомость всех 24 открытых профилей: углы, вершины стенок и клина, площади прямоугольной обмотки, клина и воздушного шлица с круговой поправкой. Независимо вычислите \(q\) и электрический пазовый шаг; подтвердите отсутствие железной дуги через устье.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Увеличьте только \(b\) обмоточной области на 5 %, пересчитав xa, bк=\(b+2\) мм и зависимые координаты при прежних Rs,xe,xg и hш=1 мм. Сравните площади и угловой запас зубца, проверьте порядок фасок и отсутствие пересечений; \(q\) должен сохраниться.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.4 · Цилиндрический ротор, пазы возбуждения и большие зубья

Открыть занятие 37.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сформируйте позиции \(0^\circ\), \(30^\circ\) и \(90^\circ\) в независимых файлах. Докажите сохранение радиуса и объясните, какие свойства впоследствии должны поворачиваться вместе с геометрией.

Предпосылки: 37.3 · Зубцово-пазовая структура статора и контроль тиражирования.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 03 и сохраните таблицу 12 открытых пазов ротора, отдельных клиньев, полярных областей и групп. Проверьте обратные знаки глубины профиля и площадь воздушного шлица \(b\) hш+Sсег. Обозначьте оси \(d\), \(q\) и положительное направление поворота; проверьте одну точку матрицей вращения.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Создайте две независимые геометрические копии с взаимным поворотом ротора на \(30^\circ\). Проверьте сохранение расстояний до его центра и площадей; дополнительно выведите перенос момента из начала к произвольной смещённой оси.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.5 · Русские материалы, раздельные кривые B(H) и насыщение

Открыть занятие 37.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте линейный и нелинейный варианты с одинаковой геометрией. Укажите, какие данные нужны для раздельных кривых зубцов, спинки и ротора.

Предпосылки: 37.4 · Цилиндрический ротор, пазы возбуждения и большие зубья.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 04 и составьте отдельные таблицы \(B(H)\) спинки, зубцов и ротора с русскими именами и происхождением. По двум соседним точкам найдите секущую и дифференциальную проницаемости. Проверьте отдельные клинья, их \(\mu _{r}=1\),\(\sigma =0\) и отсутствие токовой цепи; назовите этот выбор учебным допущением.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). В отдельной копии увеличьте только \(H\) во всех ненулевых точках кривой ротора на 10 %, сохранив \(B\), статорные кривые и геометрию. Повторите сохранение, открытие и тестовое решение; сравните назначенные материалы и локальные наклоны.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.6 · Обмоточная таблица A–B–C, возбуждение и первый рабочий расчёт

Открыть занятие 37.6 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте обмоточную ведомость и покажите по одному примеру изменения знака витков и изменения знака всей цепи. Объясните, какие преобразования эквивалентны.

Предпосылки: 37.5 · Русские материалы, раздельные кривые B(H) и насыщение.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 05, выгрузите знаковую обмоточную ведомость и просуммируйте витки каждой фазы. Сохраните первое поле и потокосцепления всех цепей с указанием активной длины.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). В рабочей копии задайте ненулевой симметричный ток отдачи 10 А действующего значения с исходным углом \(0^\circ\), затем измените угол на \(180^\circ\). Сравните мгновенные пассивные токи FEMM и поля при том же возбуждении.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.7 · Численная проверка: зазор, сетка, граница и момент

Открыть занятие 37.7 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте бюджет численной чувствительности отдельно для \(\Psi 1\), \(T\) и одной слабой гармоники. Укажите результаты, для которых допуск пока не достигнут.

Предпосылки: 37.6 · Обмоточная таблица A–B–C, возбуждение и первый рабочий расчёт.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните три сетки шага 06 и независимую серию наружной границы. Проверьте разрешение зазора, устьев, клиньев и фасок. В таблице разделите сеточную и граничную чувствительность основного напряжения ХХ; подпишите фактически достигнутые допуски новой открытой геометрии.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Для ненулевого нагруженного момента выполните собственные два уровня сетки и центральную разность коэнергии при фиксированных токах. Повторите производную с половинным угловым шагом в радианах.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.8 · Угловое потокосцепление, ДПФ и ЭДС холостого хода

Открыть занятие 37.8 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Проверьте аналитический сигнал по собственному ДПФ и затем сопоставьте две угловые дискретизации модели. Составьте таблицу гармоник \(B\), \(\Psi\) и \(e\) с указанием, где измерена каждая величина.

Предпосылки: 37.7 · Численная проверка: зазор, сетка, граница и момент.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните полный период ХХ шага 07, пересчитайте \(a_{1}\),\(b_{1}\) и одну высшую гармонику \(\Psi A\). Получите действующие гармоники ЭДС с множителем \(h\omega\)/√2 и сравните спектры \(\Psi\) и \(e\).

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). В отдельной копии удвойте угловое разрешение ХХ с 36 до 72 уникальных позиций. Сравните основную, пятую гармонику и численный фон; отдельно проверьте аналитический сигнал \(0{,}2\cos \theta +0{,}01cos_{5}\theta\).

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.9 · Нагрузка: направления, фазоры и обратный поиск режима

Открыть занятие 37.9 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Рассчитайте два достижимых коэффициента мощности при одинаковом токе и целевом напряжении. Сравните требуемое возбуждение, угол и статус сходимости.

Предпосылки: 37.8 · Угловое потокосцепление, ДПФ и ЭДС холостого хода.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 08 при Uф=80 В, Iout=10 А и отстающем \(\cos \varphi =0{,}8\). Сохраните историю невязок, найденные If/угол и проверку фундаментальных фазоров.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). В новом каталоге измените целевой \(\cos \varphi\) с 0,8 до 0,9 при тех же Uф и Iout. Повторите полевой поиск из двух начальных приближений; сравните возбуждение, угол, \(P\),\(Q\) и конечные невязки.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.10 · Схема замещения: d–q карты, секущие и дифференциальные параметры

Открыть занятие 37.10 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните секущую и локальную матрицу при двух возбуждениях. Проверьте \(h\), \(h/2\) и независимое \(\Delta i\); объясните, какие параметры ещё нужны для переходной схемы генератора.

Предпосылки: 37.9 · Нагрузка: направления, фазоры и обратный поиск режима.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 09 при \(i_d=i_q=0\) и If=30 А. Независимо восстановите все четыре \(L\Delta\) по пробам ±1 А, секущие до 10 А и относительную невзаимность.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Повторите локальную серию с пробами ±0,5 А и согласованным знаменателем центральной разности. Проверьте прогноз \(\Delta \Psi\) для отдельного малого возмущения обеих осей; сохраните реальные ошибки.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.11 · Характеристика холостого хода и линия воздушного зазора

Открыть занятие 37.11 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите характеристики при двух скоростях и проверьте пропорциональность ЭДС частоте при одинаковых If и магнитостатических входах; насыщение сравнивайте по \(\Psi 1\).

Предпосылки: 37.10 · Схема замещения: d–q карты, секущие и дифференциальные параметры.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 10 при нулевых токах статора. Постройте E0(If) по основной гармонике, определите линейную опору и коэффициент насыщения при одной общей ЭДС внутри диапазона.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Повторите те же точки If при частоте движения 40 вместо 50 Гц, сохранив магнитостатическую частоту задачи 0 и остальные входы. Сравните \(\Psi 1\) и отношение ЭДС.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.12 · Характеристика трёхфазного короткого замыкания

Открыть занятие 37.12 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сопоставьте оценки Xs для трёх If и объясните, почему их изменение не обязано совпадать с изменением локального \(L_d\) в нагруженной точке.

Предпосылки: 37.11 · Характеристика холостого хода и линия воздушного зазора.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 11 и восстановите обе компоненты фундаментального остатка \(\Psi 1\) при \(R=0\). Сопоставьте токи КЗ и ХХ при одинаковых If; отделите общую запись напряжения с \(R=0{,}15\) Ом.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Сформируйте дополнительную серию If=15,25,35 А с тем же условием компенсации. Сравните интерполяцию исходной характеристики с новыми полевыми точками и оцените \(X\) по паре ХХ/КЗ с объявленным \(R\).

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.13 · Внешние и угловые характеристики: что фиксировано в каждой серии

Открыть занятие 37.13 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте техническое задание на две серии: автономную \(U(I)\) при постоянных If, \(f\), \(\cos \varphi\) и сетевую \(P(\delta )\) при постоянных \(U\), If, \(f\). Выполните достижимую серию и обозначьте, какие условия проверены.

Предпосылки: 37.12 · Характеристика трёхфазного короткого замыкания.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните шаг 12 и постройте \(U\),\(P\),\(Q\),\(\cos \varphi\) по заданному токовому ряду. Укажите, какие возбуждение и относительный угол действительно остаются постоянными.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Выберите две ненулевые точки и сравните фактический \(\cos \varphi\). Для одной точки сформулируйте и выполните дополнительный поиск напряжения и фазы при заданном \(\cos \varphi\); отделите этот опыт от исходной токовой серии.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.14 · Регулировочная характеристика и потребное возбуждение

Открыть занятие 37.14 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните регулировочные кривые для отстающего и опережающего токов; укажите источник ограничения If и объясните изменение реакции якоря.

Предпосылки: 37.13 · Внешние и угловые характеристики: что фиксировано в каждой серии.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните регулировочную серию шага 13 при Uф=80 В и отстающем \(\cos \varphi =0{,}8\). Постройте If(I), угол, фактические ограничения и невязки.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Повторите ненулевые токи при \(\cos \varphi =0{,}9\), сохранив напряжение и частоту. Сравните If(I) и проверьте одну точку без продолжения от предыдущей нагрузки.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.15 · U-образные характеристики, реактивная мощность и угол нагрузки

Открыть занятие 37.15 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте две \(U\)-кривые и оцените сдвиг If при \(Q=0\). Для одной точки сравните повторный поиск из разных начальных приближений.

Предпосылки: 37.14 · Регулировочная характеристика и потребное возбуждение.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните две \(U\)-кривые шага 14. Покажите вычисление Iout из заданных \(P\),\(Q\),\(U\), полевой поиск If/угла и фактические невязки \(U\),\(P\) в каждом узле.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Для одного уровня \(P\) добавьте \(Q=-600\),−300,300,600 вар около \(Q=0\) при том же Uф=80 В. Уточните положение минимального тока и сравните с \(P/(3U)\), не экстраполируя за вычисленные узлы.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.16 · Полный период под нагрузкой, силы и статический эксцентриситет

Открыть занятие 37.16 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните \(e=0\) и два ненулевых \(e\) при одинаковом режиме. Проверьте среднюю силу, основную и нечётные временные гармоники фазного \(\Psi /B\). Подтвердите полупериодную антисимметрию и объясните фон чётных гармоник; отделите пространственный спектр от временного и перечислите данные для внешнего датчика.

Предпосылки: 37.15 · U-образные характеристики, реактивная мощность и угол нагрузки.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Выполните полный шаг 15 и постобработку силы неподвижной стороны \(A\)+ по всем 72 решениям для концентрической модели и 72 решениям для эксцентричной модели. Сравните \(\Psi\), силу, моменты относительно начала координат и оси вала и тождество \(J\times B\).

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Повторите парную серию со смещением 0,2 вместо 0,4 мм при неизменных режиме, датчике и сеточных правилах. Сравните \(\varepsilon =e/g\), средние силы, основную и нечётные временные гармоники \(\Psi /B\); проверьте, что чётные временные гармоники согласуются с фоном при сохранённой антисимметрии. Сохраните оба полных периода.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.17 · Электромеханическая динамика: проверка границ замороженной d–q модели

Открыть занятие 37.17 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Восстановите три расхождения \(\Psi\) по замороженной карте и независимым полям актуальной редакции; примите решение по учебному критерию 5 %. Покажите, почему успешные \(\Delta t/2\) и энергетический баланс не уменьшают магнитную ошибку. Сформулируйте требования к диапазону, интерполяции и проверке самосогласованной нелинейной карты \(\Psi\) для будущей прогнозирующей модели.

Предпосылки: 37.16 · Полный период под нагрузкой, силы и статический эксцентриситет.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Воспроизведите шаг 16 для текущей открытой геометрии: вычислите ошибки \(\Psi\) по трём независимым нелинейным полям, проверьте RK4 \(dt /2\) и энергетическое тождество выбранных ОДУ. Мощность интегрируйте раздельно до/после скачка \(RL\) с односторонними значениями в узле. Сформулируйте вывод о применимости магнитной аппроксимации по фактическим числам.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Выберите дополнительное состояние из середины собственной траектории \(A\). Выполните для его \(i_d\),\(i_q\),If отдельную статическую полевую пробу при фиксированном роторе. Сравните \(\Psi\) с замороженной картой, сохраните абсолютную и относительную ошибки и предложите диапазон новой нелинейной карты.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

37.18 · Итоговая проверка турбогенератора: от шага геометрии до границ вывода

Открыть занятие 37.18 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте самостоятельное исследование одного изменения: паз, \(B(H)\), нагрузка или эксцентриситет. Повторите необходимые проверки и защитите предел полученного вывода.

Предпосылки: 37.17 · Электромеханическая динамика: проверка границ замороженной d–q модели.

A · Воспроизведение и предметная проверка

Соберите итоговую матрицу входы→программа→FEM/ANS→таблица→проверка→вывод. Из нового каталога независимо воспроизведите один выбранный этап; сверьте одну гармонику, один \(L\Delta\) и баланс мощности.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

B · Контролируемое изменение и перенос

Используйте собственный результат \(A\) как точку сравнения; при его отсутствии сначала выполните \(A\). Выберите одно изменение зазора либо одной \(B(H)\), создайте отдельный вариант и повторите только необходимые геометрические, сеточные и режимные проверки. Обоснуйте, какие прежние квитанции больше не подтверждают новый результат.

Авторское задание по этому занятию; готовая нативная квитанция относится к исходному образцу и не подтверждает выполнение нового варианта.

38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме

Открыть занятие 38.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте расчётный протокол П-магнита и укажите для каждой реальной детали, включена ли она в модель и какой результат могла бы изменить.

Предпосылки: 8.7 · Одна катушка и потокосцепление без смешения с потоком; 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров.

A · Воспроизведение и проверка

Воспроизведите базовый протокол и независимо вычислите \(B\), \(\Phi\), \(\Psi\), \(L\). Приложите схему обеих сторон катушки.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Замените в аналитической цепи два зазора на ошибочный один и вычислите завышение \(B\); объясните, как обнаружить ошибку на геометрии.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

38.2 · Нелинейная магнитная цепь: заданы ток или требуемый поток

Открыть занятие 38.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните один и тот же магнит при заданном \(I\) и при требовании заданного \(\Phi\); покажите, какая часть МДС уходит в железо и какая в воздух.

Предпосылки: 38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме; 8.4 · Линейные и нелинейные материалы и параметры постоянного магнита.

A · Воспроизведение и проверка

Проверьте обратную задачу при \(B=1{,}6\) Тл и прямую при 10 А по полной таблице. Подтвердите остаток уравнения МДС.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Для \(B=1{,}75\) Тл выполните тот же расчёт и сравните долю МДС железа; объясните, почему линейное масштабирование от 1,6 Тл ухудшается.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

39.1 · Рабочий поток, рассеяние и потокосцепление распределённой катушки

Открыть занятие 39.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните потокосцепления вариантов А и Б, объясните, почему увеличение \(L\) при том же рабочем потоке не доказывает увеличение реальной тяги. Затем измерьте \(\Psi\), рабочий поток и поток стержня в своих точных полевых копиях.

Предпосылки: 38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме; 8.7 · Одна катушка и потокосцепление без смешения с потоком.

A · Проверка исходных данных

Вычислите \(\Psi\), \(L\) и \(k_{\Psi}\) для обоих вариантов намотки; отделите заданные секционные данные от измерений собственной полевой модели.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного условия

Для двух секций по 150 витков задайте одинаковый сцепленный поток 40 мкВб. Проверьте \(\Psi =N\Phi\), затем объясните, какое допущение устранило различие между потоками.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

39.2 · Магнитная проводимость зазора, подобие и глубина модели

Открыть занятие 39.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте масштабную проверку своей модели: один опыт меняет Depth, другой — все размеры. Укажите физические условия каждого закона.

Предпосылки: 38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме; 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители.

A · Воспроизведение и проверка

Рассчитайте оба масштаба аналитически и проверьте изменение только Depth в новой модели FEMM.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Для полного подобия \(k=2\) подберите ток для сохранения \(B\) и выведите масштабы \(\Phi\), силы и энергии.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

39.3 · Распределённая МДС: от непрерывной обмотки к коэффициентам 1/2 и 1/3

Открыть занятие 39.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните равномерную и квадратичную функции охвата, а затем объясните, какой геометрический эксперимент способен нарушить принятое приближение.

Предпосылки: 38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме; 39.1 · Рабочий поток, рассеяние и потокосцепление распределённой катушки.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Сравните равномерную и квадратичную функции охвата, а затем объясните, какой геометрический эксперимент способен нарушить принятое приближение.

B · Изменение одного условия

Замените равномерный охват \(g(t)=t\) на \(g(t)=t^{2}\). Выведите оба коэффициента повторным интегрированием и объясните, почему \(1/2\) и \(1/3\) изменились.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

39.4 · Полевые трубки и магнитные проводимости: прямоугольник, сектор и картина поля

Открыть занятие 39.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подберите допустимое отношение радиусов, при котором оценка средней линии даёт менее1% ошибки, и проверьте свой предел расчётом.

Предпосылки: 39.2 · Магнитная проводимость зазора, подобие и глубина модели; 39.3 · Распределённая МДС: от непрерывной обмотки к коэффициентам 1/2 и 1/3.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Подберите допустимое отношение радиусов, при котором оценка средней линии даёт менее1% ошибки, и проверьте свой предел расчётом.

B · Изменение одного условия

Для одного сектора поменяйте радиальные полюсные поверхности на круговые, сохранив радиусы и угол. Выведите другую проводимость и укажите изменившееся направление потока.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

39.5 · Полюс–плоскость: отдельный эксперимент по методике П4

Открыть занятие 39.5 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Обоснуйте сетку по интегральным величинам и покажите влияние отдельного уточнения дуги.

Предпосылки: 39.4 · Полевые трубки и магнитные проводимости: прямоугольник, сектор и картина поля; 8.13 · Знаки, аналогии и выбор полевой постановки.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Обоснуйте сетку по интегральным величинам и покажите влияние отдельного уточнения дуги.

B · Изменение одного условия

Удвойте глубину и одновременно уменьшите разность \(A\) вдвое. Предскажите отношения потока, магнитного напряжения, проводимости и \(\lambda\), затем выполните отдельный расчёт копии.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

40.1 · Геометрия электромагнита и поле в зазоре

Открыть занятие 40.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Переоцените \(B\) и силу при \(g=2 \,\text{мм}\), не меняя остальные параметры.

Предпосылки: 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка; 8.11 · Локальная матрица Якоби и динамическая индуктивность.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Переоцените \(B\) и силу при \(g=2 \,\text{мм}\), не меняя остальные параметры.

40.2 · Сила по тензору напряжений Максвелла, взвешенному интегралу и коэнергии

Открыть занятие 40.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните центральную разность с шагом \(0{,}05 \,\text{мм}\) для аналитической цепи и сравните с точной силой.

Предпосылки: 40.1 · Геометрия электромагнита и поле в зазоре.

Самостоятельная работа по исходному занятию

Выполните центральную разность с шагом \(0{,}05 \,\text{мм}\) для аналитической цепи и сравните с точной силой.

40.3 · Кривая силы, насыщение и краевые поля

Открыть занятие 40.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: По результатам собственных полевых расчётов объясните два разных отклонения: от простой магнитной цепи при большом зазоре и от квадратного закона при большом токе.

Предпосылки: 40.2 · Сила по тензору напряжений Максвелла, взвешенному интегралу и коэнергии.

Самостоятельная работа по исходному занятию

По результатам собственных полевых расчётов объясните два разных отклонения: от простой магнитной цепи при большом зазоре и от квадратного закона при большом токе.

41.1 · Два зазора и ход якоря: сила из коэнергии и конструкция привода

Открыть занятие 41.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Обоснуйте знак и число рабочих поверхностей; передайте кривую тяги с оценкой погрешности и явно заданной нагрузкой.

Предпосылки: 38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме; 40.2 · Сила по тензору напряжений Максвелла, взвешенному интегралу и коэнергии.

A · Воспроизведение и проверка

Сопоставьте WST и две производные коэнергии вокруг 1 мм; представьте собственные сеточные данные.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Выведите обобщённую силу для случая \(\delta _{2}=2\delta _{1}\), где координата равна \(\delta _{1}\); покажите, почему простое удвоение давления неверно.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

41.2 · Броневой электромагнит: осесимметрия, кольцевой зазор и конструкция

Открыть занятие 41.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте чертёж меридионального сечения с реальными площадями и объясните, что нужно добавить для расчёта конкретного клапанного или контактного привода.

Предпосылки: 38.1 · От устройства электромагнита к магнитной схеме; 3.1 · Плоскопараллельная и осесимметричная постановки и объёмные множители.

A · Воспроизведение и проверка

Получите обе площади, \(B\) и силу из идеальной цепи и отдельно сравните с базовым полевым результатом.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

В цепном контроле добавьте осевое отверстие радиусом 3 мм в центральном полюсе. Пересчитайте площадь и объясните, какие ещё части реального поля изменятся.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

42.1 · Контактор, реле и расцепитель: тяговая характеристика и противодействующая сила

Открыть занятие 42.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте \(F(x)\) при двух токах и нанесите заданную характеристику пружины; отметьте участки положительного запаса силы.

Предпосылки: 40.3 · Кривая силы, насыщение и краевые поля; 18.1 · Катушка и дроссель с зазором: индуктивность, насыщение и энергия.

A · Исходная задача и воспроизведение

В отдельной рабочей копии старого П-магнита \(I05\) задайте \(N=100\), \(I=5\) А и два последовательных зазора \(g=4\);3;2;1;0,5 мм. Площадь каждого полюса 20×20 мм², глубина 20 мм. Постройте Fclose(g), сохраняя подписанную силу FyWST и силу по закрытию Fclose=−FyWST: положительный \(y\) в \(I05\) открывает зазор. Проверяйте фактические координаты и метки воздушных областей после перемещения якоря. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите положения при \(I=10\) А в той же линейной модели. Введите ход \(x=4-g\) в миллиметрах и учебную нагрузку Fсопр=\(3+2x\)+4max(0,\(x-2\)) Н. Вычислите запас Fclose−Fсопр и отметьте его положительные и отрицательные участки на всём ходе; отдельно объясните момент вступления контактной пружины. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

43.1 · Электромагнит переменного тока: ток, напряжение и пульсации тяги

Открыть занятие 43.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте две серии «задан ток» и «задано напряжение» с одинаковыми геометрическими позициями и ясно указанными допущениями цепи.

Предпосылки: 41.1 · Два зазора и ход якоря: сила из коэнергии и конструкция привода; 7.1 · Гармоника, электростатика, токопроводимость и границы временной модели.

A · Воспроизведение и проверка

Вычислите \(\widehat{I}/\widehat{U}\)/Iд/\(P\) для \(RL\)-примера, затем отдельно проверьте полевой линейный AC/DC коэффициент.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Примите Uд=20 В и удвойте \(L\) при прежнем \(R\). Сравните ток и средние потери; не называйте эту цепь точной моделью катушки FEMM.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

43.2 · Короткозамкнутый виток: замкнутый ток, фазовый сдвиг и предел осесимметрии

Открыть занятие 43.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сформулируйте проверенный эффект полного кольца и спроектируйте требования к отдельной модели частичного витка без приписывания ей результатов осесимметричного опыта.

Предпосылки: 41.2 · Броневой электромагнит: осесимметрия, кольцевой зазор и конструкция; 43.1 · Электромагнит переменного тока: ток, напряжение и пульсации тяги; 8.8 · Две обмотки и матрица собственной и взаимной индуктивности.

A · Воспроизведение и проверка

Проверьте равенство двух мощностей независимой схемы и сопоставьте качественные признаки с реальным полем полного кольца.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Удвойте \(R_{2}\) в независимой схеме и вычислите ток, фазу и потери. Объясните, почему потери нельзя оценить только словом «больше сопротивление».

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

43.3 · AC-аппарат: комплексная магнитная цепь, потери и питание напряжением

Открыть занятие 43.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Найдите Xm, при котором медные потери удвоятся относительно примера, и объясните роль большой щели при неизменном \(U\).

Предпосылки: 43.1 · Электромагнит переменного тока: ток, напряжение и пульсации тяги; 8.13 · Знаки, аналогии и выбор полевой постановки.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Найдите Xm, при котором медные потери удвоятся относительно примера, и объясните роль большой щели при неизменном \(U\).

B · Изменение одного условия

Уменьшите Rcu вдвое при остальных параметрах аналитического примера. Повторите ток, \(E\), Bmax и раздельные мощности; проверьте баланс и допустимость прежнего линейного Xm.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

43.4 · Частичный затеняющий виток: фазы, провалы силы и тепловая цена

Открыть занятие 43.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подберите пару \(\beta\),f2 с Fmin>3 Н и укажите, какие электрические данные требуются для её реализации.

Предпосылки: 43.2 · Короткозамкнутый виток: замкнутый ток, фазовый сдвиг и предел осесимметрии; 43.3 · AC-аппарат: комплексная магнитная цепь, потери и питание напряжением.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Подберите пару \(\beta\),f2 с Fmin>3 Н и укажите, какие электрические данные требуются для её реализации.

B · Изменение одного условия

Задайте f1=8 Н, f2=12 Н и \(\beta =60^\circ\). Найдите среднюю и минимальную силы, затем определите запас относительно нагрузки 3 Н и объясните роль неравенства зон.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

44.1 · Несколько катушек: полярность, матрица индуктивностей и симметрия

Открыть занятие 44.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте матрицу с протоколом знаков и общий режим проверки; объясните, какой опыт проверяет каждый её элемент.

Предпосылки: 8.8 · Две обмотки и матрица собственной и взаимной индуктивности; 8.9 · Знаки \(M\), взаимность и энергетическая проверка; 39.1 · Рабочий поток, рассеяние и потокосцепление распределённой катушки.

A · Воспроизведение и проверка

Восстановите матрицу аналитического примера и проверьте энергию; затем выполните аналогичную последовательность на своей отдельной двухцепной модели.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Разверните определение второй цепи и преобразуйте всю матрицу и токи. Докажите неизменность энергии численно.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

44.2 · Выбор конструкции аппарата: запас, чувствительность и предел 2D

Открыть занятие 44.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Исследуйте выбор конструкции по двум физическим критериям и укажите один конкретный отсутствующий эффект, который ещё способен его изменить.

Предпосылки: 41.1 · Два зазора и ход якоря: сила из коэнергии и конструкция привода; 41.2 · Броневой электромагнит: осесимметрия, кольцевой зазор и конструкция; 43.2 · Короткозамкнутый виток: замкнутый ток, фазовый сдвиг и предел осесимметрии; 44.1 · Несколько катушек: полярность, матрица индуктивностей и симметрия.

A · Воспроизведение и проверка

Проверьте номинальный и худший зазоры и сопоставьте с нагрузкой 4,5 Н. Передайте таблицу допусков и неопределённостей.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

B · Изменение одного допущения

Проверьте кандидат \(N=330\) при прежнем токе и объясните, какие данные об окне, проводе, напряжении и нагреве ещё нужны до рекомендации.

Авторское задание. Квитанция исходного образца не подтверждает новый вариант.

44.3 · Трёхмерные инженерные оценки и поворотный якорь

Открыть занятие 44.3 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните изменение момента от остаточного зазора и от второго последовательного промежутка; объясните, почему одного торцевого \(B\) для этого недостаточно.

Предпосылки: 39.4 · Полевые трубки и магнитные проводимости: прямоугольник, сектор и картина поля; 41.1 · Два зазора и ход якоря: сила из коэнергии и конструкция привода; 44.2 · Выбор конструкции аппарата: запас, чувствительность и предел 2D.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Сравните изменение момента от остаточного зазора и от второго последовательного промежутка; объясните, почему одного торцевого \(B\) для этого недостаточно.

B · Изменение одного условия

Увеличьте угол поворота в собственной копии, проверив положительность обоих зазоров. Сопоставьте цепной момент и производную полной коэнергии; перечислите потерянные объёмные эффекты.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

44.4 · Сильно насыщенный полюс: два поучастковых алгоритма П6

Открыть занятие 44.4 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Покажите случай, когда суммарная МДС выглядит точной из-за малого вклада ошибочного участка; оцените ошибку самого участка.

Предпосылки: 38.2 · Нелинейная магнитная цепь: заданы ток или требуемый поток; 39.3 · Распределённая МДС: от непрерывной обмотки к коэффициентам 1/2 и 1/3; 44.3 · Трёхмерные инженерные оценки и поворотный якорь.

A · Воспроизведение и независимая проверка

Покажите случай, когда суммарная МДС выглядит точной из-за малого вклада ошибочного участка; оцените ошибку самого участка.

B · Изменение одного условия

Сравните основные и усиленные режимы 1,25 и 1,45 Тл. Объясните, почему дробление участков сохраняет существенную ошибку МДС и почему общая и полюсная ошибки различаются.

Новая самостоятельная задача. Квитанция исходного образца не подтверждает изменённый вариант.

45.1 · Контактное соединение: сопротивление, сужение тока и локальный нагрев

Открыть занятие 45.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните соединения с двумя сопротивлениями контактного слоя; выделите его долю в общих потерях и подготовьте тепловые источники.

Предпосылки: 11.2 · Границы раздела проводящих сред, сужение тока и эквивалентный контактный слой; 11.4 · Джоулевы потери, баланс выводов и перенос источников в тепловую модель.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для двухучасткового проводника практикума при \(U=0{,}1\) В и \(\sigma _{2}=1\) МСм/м сохраните ток, падения напряжения и раздельные потери; вычислите долю второго участка в общих потерях. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). При неизменной геометрии уменьшите \(\sigma _{2}\) до 0,5 МСм/м. Вычислите ток заново и сравните долю потерь, абсолютные потери и источник для теплового расчёта. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

45.2 · Шины и токоведущие части аппарата: поле и электродинамические силы

Открыть занятие 45.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Проверьте пару проводников, затем замените круги прямоугольными шинами и сравните распределение силы при двух направлениях токов.

Предпосылки: 40.2 · Сила по тензору напряжений Максвелла, взвешенному интегралу и коэнергии; 11.1 · Постоянный ток: потенциал, закон Ома и сохранение заряда.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для двух длинных параллельных проводников практикума при \(I1=I2=1000\) А и \(d=100\) мм вычислите \(F/l\) и направление силы. На выбранной полевой геометрии сравните интегральную силу и проверьте сетку. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только знак \(I2\) на −1000 А. Повторите расчёт на той же сетке; сравните модуль и направление силы и сохраните физические направления токов на схеме. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

46.1 · Изоляционный промежуток выключателя: поле, ёмкость и скругление электродов

Открыть занятие 46.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните два радиуса скругления контактов при одном зазоре и напряжении; проверьте сетку у кромки и влияние внешней области.

Предпосылки: 9.6 · Электростатическая сила, коэнергия и острые кромки.

A · Исходная задача и воспроизведение

Начните с плоского конденсатора практикума \(U=100\) В, \(g=10\) мм, \(\varepsilon _{r}=2\). В собственной конечной геометрии задайте радиус скругления электрода 1 мм; сохраните габариты, внешнюю область и локальную сетку, измерьте \(C\) и максимум \(E\) на объявленном участке. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Замените только радиус скругления на 2 мм при неизменном минимальном зазоре и напряжении. Уточните локальную сетку в каждой модели и сравните \(C\) и \(E\) на одинаково определённых участках. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

46.2 · Электростатический исполнительный элемент: сила, жёсткость и устойчивость

Открыть занятие 46.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте \(F(g)\) при двух напряжениях, наложите заданную пружину и классифицируйте найденные равновесия по знаку производной результирующей силы.

Предпосылки: 9.6 · Электростатическая сила, коэнергия и острые кромки.

A · Исходная задача и воспроизведение

Вычислите силу плоского электростатического привода при \(S=0{,}001\) м², \(g=0{,}01\) м, \(\varepsilon _{r}=2\), \(U=1000\) В. На модели практикума сравните энергетический и полевой методы с записанными условиями фиксации напряжения. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только зазор на 0,02 м при прежней площади и напряжении. Повторите контроль силы и проверьте два шага энергетической разности. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

47.1 · Нагрев обмоток и контактов: источники потерь и условия охлаждения

Открыть занятие 47.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите стационарное температурное поле аппарата при двух заданных коэффициентах теплоотдачи; сохраните исходные электрические потери.

Предпосылки: 10.4 · Температура, поток, конвекция и излучение на границе; 11.4 · Джоулевы потери, баланс выводов и перенос источников в тепловую модель; 45.1 · Контактное соединение: сопротивление, сужение тока и локальный нагрев.

A · Исходная задача и воспроизведение

В конвективном тепловом эталоне практикума задайте \(h=100\) Вт/(м²·К), \(T_{\infty}=300\) К и Tleft=350 К. Снимите \(Q\) и правую температуру, проверьте граничный баланс. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(h\) на 200 Вт/(м²·К) и повторите расчёт. В приложении к аппарату перечислите исходные электрические потери и сохраните их прежними при сравнении охлаждения. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

48.1 · Нелинейная карта реле \(\Psi (i, x)\), коэнергия и согласованная сила

Открыть занятие 48.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте карту реле по токам и положениям, сохраните независимые контрольные точки и сравните силу WST с производной коэнергии.

Предпосылки: 17.3 · Фиксированная и дифференциальная проницаемости: силы и проверка производных; 42.1 · Контактор, реле и расцепитель: тяговая характеристика и противодействующая сила; 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для самостоятельной аналитической карты \(\Psi (I,x)=L_{0}(x)I/(1+I/I_{s})\), \(I_{s}=2\) А, \(L_{0}(x)=0{,}020+10x\) Гн, где \(x\) в метрах направлен на закрытие и \(0\le x\le 0{,}002\) м, восстановите коэнергию \(W'\) интегрированием \(\Psi\) по току от нуля до \(I\). При \(I=2\) А и \(x=1\) мм найдите \(\Psi\), \(W'\), \(W=I\Psi -W'\) и Fclose=\(\partial W'/\partial x\) при фиксированном \(I\). Сопоставьте силу с производной ошибочной подстановки \(I\Psi /2\); отдельно проверьте положительность \(\partial \Psi /\partial I\). Эта заданная функция не является выгрузкой 40.1. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Продолжите полевой практикум на точной русской копии 40.1: \(N=100\), площадь каждого полюса 400 мм², два рабочих зазора. Используйте собственную карту из 25 узлов \(I=0\);2,5;5;7,5;10 А и каждого зазора \(g=4\);3;2;1;0,5 мм; если её ещё нет, сначала постройте её. Введите ход закрытия \(x=4-g\), интегрируйте \(\Psi\) по току и сравните \(\partial W'/\partial x\) с Fclose=−FyWST. Проверьте независимые точки \(g=2{,}5\) и 1,5 мм при \(I=3{,}75\) и 6,25 А, не включая их в построение интерполяции. Раздельно оцените уточнение токовой квадратуры, пространственной сетки, шага производной и ошибку интерполяции \(\Psi\) и силы; линейную и нелинейную серии учитывайте отдельно. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

48.2 · Срабатывание и отпускание реле: коммутация, цепь и механика

Открыть занятие 48.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните включение и отпускание при явно заданных ветвях \(+U,0\) и, при наличии схемы, \(-U\); проверьте шаг около событий.

Предпосылки: 48.1 · Нелинейная карта реле \(\Psi (i, x)\), коэнергия и согласованная сила; 12.3 · Комплексные числа и численные вычисления во встроенном Python.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для аналитического неподвижного \(RL\)-эталона \(R=10\) Ом, \(L=0{,}1\) Гн, \(U=20\) В, \(i(0)=0\) вычислите \(i\) при 0;5;10;20 мс и сравните с численным интегрированием с шагом 1 мс. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите интегрирование с шагом 0,5 мс, затем при прежних \(R\),\(L\) замените \(U\) на 10 В. Сравните ошибку по времени и масштаб тока; движение якоря в этот контроль не добавляйте. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

49.1 · Связанный электротепловой расчёт контакта: \(\sigma (T)\), перенос потерь и сходимость

Открыть занятие 49.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните итерацию ток–тепло с сохранением мощности по областям; сравните разные коэффициенты релаксации и критерии остановки.

Предпосылки: 14.3 · Встроенный Python для токовой задачи: ci/co, комплексные выводы и потери; 14.2 · Встроенный Python для теплопроводности: hi/ho и цепочка временных решений; 45.1 · Контактное соединение: сопротивление, сужение тока и локальный нагрев.

A · Исходная задача и воспроизведение

Решите аналитический токовый контроль \(I=10\) А, \(R_{0}=0{,}1\) Ом при \(T_{0}=300\) К, \(\alpha =0{,}004\) К⁻¹, \(R_{\mathrm{th}}=2\) К/Вт: \(R=R_{0}[1+\alpha (T-T_{0})]\), \(T=T_{0}\)+I²RRth. Сравните прямое решение с итерациями и проверьте знаменатель. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Измените только \(I\) на 5 А. Снова найдите \(T\),\(R\),\(P\) и проверьте баланс, затем объясните, почему \(T-T_{0}\) не масштабируется точно как \(I^{2}\) при температурозависимом \(R\). Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

49.2 · Повторно-кратковременный режим аппарата: тепловой цикл и накопление энергии

Открыть занятие 49.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Рассчитайте несколько циклов включения и паузы, сохраняя предыдущие .anh; отдельно уточните время и пространственную сетку.

Предпосылки: 14.2 · Встроенный Python для теплопроводности: hi/ho и цепочка временных решений; 47.1 · Нагрев обмоток и контактов: источники потерь и условия охлаждения.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для одноузлового контроля Cth=100 Дж/К, \(R_{\mathrm{th}}=2\) К/Вт, \(T_{0}=T_{\infty}=300\) К включите \(P=10\) Вт на 200 с. Рассчитайте \(T\) в 0;50;100;200 с и сравните численное интегрирование с экспонентой. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). После 200 с отключите источник \(P=0\) и рассчитайте охлаждение ещё 200 с. Повторите численно с вдвое меньшим шагом; сохраните непрерывную температуру в момент переключения. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

50.1 · Токи короткого замыкания и силы в шинах: огибающая, амплитуда и предел квазистатики

Открыть занятие 50.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Проверьте шины при двух токах и двух направлениях; составьте таблицу пиковых сил по заданной внешней огибающей аварийного тока.

Предпосылки: 45.2 · Шины и токоведущие части аппарата: поле и электродинамические силы; 16.1 · Воспроизводимый запуск четырёх модулей: файлы, ошибки и библиотека проверок.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для контрольной пары длинных проводников \(d=100\) мм, \(I1=I2=1000\) А вычислите \(F/l\) и направление; на своей полевой геометрии сохраните токи, активную длину и интегральную силу. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Удвойте одновременно оба заданных тока до 2000 А при прежней геометрии. Сравните силу и объясните отдельно отличие мгновенных, амплитудных и RMS-токов для выбранного расчёта. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

50.2 · Вихревые токи в электромагнитном аппарате: экранирование и предел гармонической модели

Открыть занятие 50.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните электромагнит с непроводящим и проводящим экраном при одной частоте; исследуйте потери, поле в зазоре и сеточную сходимость.

Предпосылки: 18.1 · Катушка и дроссель с зазором: индуктивность, насыщение и энергия; 16.1 · Воспроизводимый запуск четырёх модулей: файлы, ошибки и библиотека проверок.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для \(\sigma =58\) МСм/м, \(\mu _{r}=1\) вычислите глубину проникновения при 50 и 5000 Гц. На проводящей детали своей гармонической модели при 5000 Гц выполните три локальные сетки с характерным размером \(\delta /2\), \(\delta /4\) и \(\delta /8\) и сравните потери. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). При прежней геометрии и амплитуде источника увеличьте частоту до 20000 Гц. Пересчитайте \(\delta\), повторите сеточную проверку потерь; не переносите прежний размер элемента автоматически. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

51.1 · Поляризованное реле и магнитная защёлка: удержание, освобождение и рабочая точка магнита

Открыть занятие 51.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте характеристики удержания и освобождения по току и зазору; проверьте поле вдоль направления намагничивания.

Предпосылки: 42.1 · Контактор, реле и расцепитель: тяговая характеристика и противодействующая сила; 8.4 · Линейные и нелинейные материалы и параметры постоянного магнита; 8.10 · Насыщение и статическая индуктивность.

A · Исходная задача и воспроизведение

Для одномерного контроля \(B_r=1{,}2\) Тл, \(\mu _{\mathrm{rec}}=1{,}05\), \(l_m=10\) мм, \(g=1\) мм вычислите Bgap и \(H_m\) при равных сечениях магнита и зазора. Сопоставьте с отдельной полевой моделью и её направлением намагничивания. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Увеличьте только \(g\) до 2 мм. Повторите расчёт Bgap,\(H_m\) и сравните рабочие точки; поясните, какие данные материала нужны для вывода о необратимом размагничивании. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

52.1 · Расчётный проект аппарата: чувствительность, неопределённость и независимое повторение

Открыть занятие 52.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните два варианта аппарата по двум связанным физическим критериям; подготовьте пакет моделей, кода, таблиц и ожидаемых результатов для независимого повторения.

Предпосылки: 49.1 · Связанный электротепловой расчёт контакта: \(\sigma (T)\), перенос потерь и сходимость; 48.1 · Нелинейная карта реле \(\Psi (i, x)\), коэнергия и согласованная сила; 46.1 · Изоляционный промежуток выключателя: поле, ёмкость и скругление электродов.

A · Исходная задача и воспроизведение

Подготовьте воспроизводимый аналитический проект токового электротеплового контроля \(I=10\) А, \(R_{0}=0{,}1\) Ом, \(\alpha =0{,}004\) К⁻¹, \(T_{0}=300\) К, \(R_{\mathrm{th}}=2\) К/Вт. В таблице покажите \(T\),\(R\),\(P\), баланс и чувствительность к \(R_{\mathrm{th}}=1{,}8\);2;2,2 К/Вт; приложите программу и исходные данные. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

B · Продолжение с изменением условия

Используйте воспроизведённый исходный режим \(A\) как точку сравнения; если его нет, сначала выполните \(A\). Повторите проект для \(I=5\) А при тех же трёх \(R_{\mathrm{th}}\). Сопоставьте температурный запас и потери, скопируйте файлы в новый каталог и проверьте повторяемость; полевой расчёт аппарата оформите отдельным этапом. Представьте исходные файлы использованных моделей/программ, таблицу с единицами, способ проверки и краткое объяснение; если выполнен только аналитический контроль, явно отметьте это.

Учебное задание по исходному практикуму; контрольные соотношения аналитические. Новая нативная проверка вариантов не заявляется.

53.1 · Основы магнитных измерений: поле, поток и измерительная модель

Открыть занятие 53.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Оформите протокол измеряемых величин для одной машины, трансформатора либо аппарата: область, ориентация, режим, датчик, измерительная модель и свидетельства проверки.

Предпосылки: 8.2 · Интегральные магнитные величины: ток, МДС, поток и потокосцепление.

Изменение площади

Сохраните \(B=10\,\mathrm{мТ}\), уменьшите глубину с 10 до 5 мм. Как изменятся \(\Phi , \Psi\) и \(H\)?

Неравное сцепление

Потоки трёх согласных витков 1, 2 и 3 мкВб. Чему равно \(\Psi\) и почему не подходит \(N\Phi_{\max}\)?

53.2 · Измерение \(B, H\) и потока: датчик Холла и виртуальное измерение в FEMM

Открыть занятие 53.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте воспроизводимый протокол виртуального датчика Холла и контурного измерения потока: исходная программа, четыре пары FEM/ANS и таблица точных проверок.

Предпосылки: 53.1 · Основы магнитных измерений: поле, поток и измерительная модель.

Другой уровень поля

В новой копии измените правое \(A\) на −0,0004 Вб/м при левом 0. Найдите \(B, |\Phi |\) и \(U\).

Контур \(H\)

Проложите путь \(H\) вдоль \(+y\) длиной 8 мм, затем обратите. Какие значения ожидаются?

54.1 · Поисковая катушка: поток, ЭДС и восстановление \(B(t)\)

Открыть занятие 54.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте воспроизводимую обработку ЭДС: происхождение записи, калибровка \(NS\), знак, интегратор, нулевая коррекция и ограничение постоянной составляющей.

Предпосылки: 53.1 · Основы магнитных измерений: поле, поток и измерительная модель; 53.2 · Измерение \(B, H\) и потока: датчик Холла и виртуальное измерение в FEMM.

Другая частота

При прежней геометрии и \(\widehat{B}\) измените частоту с 50 на 100 Гц. Что произойдёт с \(E_{\mathrm{д}}\) и дрейфом от 2 мВ за один период?

Гармоника

Добавьте 3-ю гармонику \(B\) амплитудой 1 мТ при основной 10 мТ. Найдите отношение амплитуд ЭДС.

54.2 · Измерение \(B\)–\(H\)-характеристик и магнитных потерь

Открыть занятие 54.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте проверяемый протокол \(B\)–\(H\)-обработки и план переноса характеристики в FEMM с явным разделением основной кривой, динамической петли и модели потерь.

Предпосылки: 54.1 · Поисковая катушка: поток, ЭДС и восстановление \(B(t)\).

Другой квадратичный канал

Увеличьте коэффициент \(\cos \theta\) в \(H\) с 30 до 60 А/м при прежней \(B\). Найдите \(w\) и \(p_m\) при 50 Гц и 7800 кг/м³.

Фаза обратимого сигнала

У \(B=1{,}2\sin \theta\) и \(H=80\sin \theta\) истинная площадь нулевая. Замените \(H\) на \(80\sin (\theta +1{}^{\circ})\). Какова ложная площадь?

55.1 · Калибровка и неопределённость магнитных измерений

Открыть занятие 55.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте бюджет для катушки или датчика Холла и протокол сравнения с FEMM: одинаковая измеряемая величина, входы, поправки, корреляции, численная чувствительность и предел применимости модели.

Предпосылки: 54.1 · Поисковая катушка: поток, ЭДС и восстановление \(B(t)\).

Улучшенная площадь

Площадь откалибрована до стандартной неопределённости \(0{,}2\%; E 0{,}5\%, f 0{,}1\%, \widehat{B}=10\,\mathrm{мТ}\). Найдите \(u_c\) и \(U(k=2)\).

Предел разрешения

Предел квантования напряжения ±0,1 мВ, равномерное распределение, \(K=20\,\mathrm{В/Т}\). Найдите стандартный вклад \(u(B)\).

55.2 · Магнитные измерения в машинах, трансформаторах и аппаратах

Открыть занятие 55.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Исследуйте один отраслевой измерительный протокол с моделью FEMM, наблюдаемым функционалом, независимой оценкой, неопределённостью и явным указанием о наличии либо отсутствии физического опыта.

Предпосылки: 54.2 · Измерение \(B\)–\(H\)-характеристик и магнитных потерь; 55.1 · Калибровка и неопределённость магнитных измерений.

Погрешность силы

Для одноповерхностной оценки стандартные независимые \(u_r(B)=1\%\) и \(u_r(S)=2\%\). Оцените \(u_r(F)\).

Нормировка ЭДС

В трансформаторном примере удвойте \(N_s=20\to 40\) при прежних \(B, S\) и \(f\). Найдите \(E_{\mathrm{д}}\).

56.1 · Задача дефектоскопии: объект, дефект, сигнал и пределы двумерной модели

Открыть занятие 56.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте протокол трёх задач: паз ферромагнитной пластины, кольцевое утонение трубы и локальная трещина

Предпосылки: 53.1 · Основы магнитных измерений: поле, поток и измерительная модель; 8.3 · Магнитостатика и магнитоквазистатика: векторный и скалярный потенциалы.

Вариант A

При том же эталоне 0,80 мТл новый отсчёт 0,95 мТл. Найдите \(\Delta B\) и запас над условным порогом 100 мкТл.

Вариант B

Эталон 0,80 мТл, новый отсчёт 0,70 мТл. Найдите знаковую \(\Delta B\) и объясните решение при строгом условии \(|\Delta B| > 100\) мкТл.

56.2 · Магнитное поле рассеяния над пазом ферромагнитного образца

Открыть занятие 56.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Получите разностные профили \(B_x\) и \(B_y\) над целым образцом и пазом

Предпосылки: 56.1 · Задача дефектоскопии: объект, дефект, сигнал и пределы двумерной модели; 53.2 · Измерение \(B, H\) и потока: датчик Холла и виртуальное измерение в FEMM.

Вариант A

Для учебного профиля max \(\Delta By = +0{,}25\) мТл, min \(\Delta By = -0{,}20\) мТл вычислите размах и полуразмах.

Вариант B

Два точечных отсчёта в одном месте: Bэт = (0,8; 0,1) мТл, Bдеф = (0,9; −0,1) мТл. Найдите компоненты \(\Delta B\) и её модуль.

57.1 · Намагничивание, насыщение и ориентация дефекта

Открыть занятие 57.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните намагничивание и разностный сигнал в линейном и условном нелинейном образцах

Предпосылки: 56.2 · Магнитное поле рассеяния над пазом ферромагнитного образца; 54.2 · Измерение \(B\)–\(H\)-характеристик и магнитных потерь.

Вариант A

Для участка (1,6 Тл;1000 А/м)–(1,8 Тл;5000 А/м) найдите относительную разностную дифференциальную проницаемость.

Вариант B

В линейном материале увеличили Bвнеш с 0,01 до 0,03 Тл при Sy=0,20 мТл в первом режиме. Предскажите Sy и нормированный сигнал.

57.2 · Зазор датчика, сканирование и пространственная чувствительность

Открыть занятие 57.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сопоставьте шаг сканирования, высоту и апертуру виртуального датчика над пазом

Предпосылки: 56.2 · Магнитное поле рассеяния над пазом ферромагнитного образца; 53.2 · Измерение \(B, H\) и потока: датчик Холла и виртуальное измерение в FEMM.

Вариант A

\(S\)(0,8 мм)=0,30 мТл и \(S\)(1,2 мм)=0,18 мТл. Найдите центральную чувствительность и линейное изменение при \(\Delta h=+0{,}02\) мм.

Вариант B

При пространственной длине волны \(\lambda =4\) мм найдите отношение амплитуд на высотах \(h=2\) мм и \(h=1\) мм в идеализированной полуплоскости.

58.1 · Импеданс вихретокового датчика: частота, проводимость и зазор

Открыть занятие 58.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Исследуйте влияние зазора на комплексный импеданс проверенного вихретокового датчика

Предпосылки: 56.1 · Задача дефектоскопии: объект, дефект, сигнал и пределы двумерной модели; 53.2 · Измерение \(B, H\) и потока: датчик Холла и виртуальное измерение в FEMM.

Вариант A

При \(\sigma =35\) МСм/м и \(\mu =\mu _{0}\) увеличьте частоту с 1000 до 4000 Гц. Найдите \(\delta\) и отношение к исходному масштабу.

Вариант B

При амплитудах \(I=1\) А и \(U=(0{,}8+j3{,}6)\) В найдите \(Z\) и среднюю активную мощность; затем объясните переход к действующим значениям.

58.2 · Утонение стенки трубы: кольцевой датчик и границы осевой симметрии

Открыть занятие 58.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Проверьте разностный сигнал кольцевого утонения и сформулируйте серию по глубине и положению

Предпосылки: 58.1 · Импеданс вихретокового датчика: частота, проводимость и зазор.

Вариант A

Условные Xцел=4,0 Ом и Xут=4,12 Ом. Найдите \(\Delta X\) и sX, не объявляя числа новым решением трубы.

Вариант B

Пусть Rцел=0,9 Ом и Rут=0,7 Ом при амплитуде 1 А. Найдите две мощности и их разность. Нарушает ли отрицательная разность пассивность?

59.1 · Сходимость разностного сигнала, калибровка и неопределённость

Открыть занятие 59.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте протокол проверки MFL и вихретокового разностного сигнала с отдельным бюджетом влияний

Предпосылки: 57.2 · Зазор датчика, сканирование и пространственная чувствительность; 58.2 · Утонение стенки трубы: кольцевой датчик и границы осевой симметрии; 55.1 · Калибровка и неопределённость магнитных измерений.

Вариант A

\(\Delta q\) на двух сетках равно 0,100 и 0,104 Ом. Найдите абсолютное и относительное изменение относительно мелкой сетки.

Вариант B

Условная чувствительность к высоте −0,2 мТл/мм, стандартная неопределённость высоты 0,03 мм. Найдите линейный стандартный вклад в сигнал.

59.2 · Итоговая работа: обнаружение, оценка размера и неоднозначность

Открыть занятие 59.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните воспроизводимое исследование размера допустимого дефекта и влияния одного мешающего параметра

Предпосылки: 59.1 · Сходимость разностного сигнала, калибровка и неопределённость; 13.3 · Автоматический контроль сетки и независимых параметров.

Вариант A

Используйте условную калибровку урока, но \(q=0{,}14\) Ом. Оцените размер и назовите неизменяемые условия.

Вариант B

Для той же калибровки получено \(q=0{,}26\) Ом. Можно ли применить программу интерполяции и объявить размер проверенным?

60.1 · Постановка оптимизации: физическая модель, критерии и ограничения

Открыть занятие 60.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Составьте техническое задание оптимизации учебного электромагнита на одной странице: критерий, переменные, границы, режим, ограничения и правило сравнения. Выведите аналитическую оценку требуемой площади и поясните отличие от поля FEMM.

Предпосылки: 36.2 · Независимое сравнение и воспроизводимый отчёт.

Вариант A

Увеличьте требуемую силу до 150 Н при Bдоп = 1 Тл и \(d = 20\) мм. Найдите площадь и ширину.

Вариант B

Сохраните силу 100 Н, но уменьшите Bдоп до 0,8 Тл. Найдите площадь и объясните нелинейность результата.

60.2 · Параметризация геометрии, чувствительность и численный шум

Открыть занятие 60.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте протокол параметризации одного объекта, тест последовательности \(A \to B \to A\) и таблицу центральных разностей для трёх шагов на двух сетках. Объясните выбранный минимальный содержательный шаг поиска.

Предпосылки: 60.1 · Постановка оптимизации: физическая модель, критерии и ограничения.

Вариант A

Вычислите центральную разность при шаге 0,05 мм и относительную ошибку к −200 Н/мм.

Вариант B

При \(F = 100\) Н и \(g = 1\) мм оцените влияние увеличения зазора на 0,02 мм точно и по первой производной.

61.1 · Однопараметрическая оптимизация чашечного электромагнита

Открыть занятие 61.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните одномерный поиск \(r\) при \(t = 4\) мм. Приведите вывод монотонности потерь, обзорную серию, журнал дихотомии и самостоятельную проверку результата на уточнённой сетке. Объясните отличие аналитической границы от полевой.

Предпосылки: 60.2 · Параметризация геометрии, чувствительность и численный шум.

Вариант A

При \(R = 25\) мм и \(t = 4\) мм найдите предельную силу идеальной цепи при Sц → \(\infty\) и поясните инженерный смысл.

Вариант B

Дихотомия начинается с интервала шириной 1 мм. Сколько шагов требуется для ширины не более 0,01 мм?

61.2 · Многопараметрический прямой поиск с ограничениями

Открыть занятие 61.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Сравните обзорный перебор и прямой поиск из двух стартов при одинаковом бюджете новых полевых решений. Представьте карту допустимости, траектории, таблицу лучших вариантов и проверку каждого ограничения.

Предпосылки: 61.1 · Однопараметрическая оптимизация чашечного электромагнита.

Вариант A

Повторите первый набор проб без диагональных направлений и сравните лучшее значение.

Вариант B

Добавьте ограничение \(z_{1} + z_{2} \ge 1{,}1\) и проверьте допустимость прежнего аналитического минимума.

62.1 · Оптимизация геометрии машины с поверхностными постоянными магнитами

Открыть занятие 62.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выполните машинную серию и подготовьте для трёх геометрий чертёж, полевую угловую характеристику, ручной расчёт объёма и таблицу критериев. Покажите, что один и тот же принцип задания токов сохранён во всех случаях.

Предпосылки: 61.2 · Многопараметрический прямой поиск с ограничениями.

Вариант A

Сохраните остальные размеры, уменьшите дугу с \(72^\circ\) до \(60^\circ\). Найдите изменение объёма без полевого расчёта и поясните, почему момент не обязан уменьшиться в той же пропорции.

Вариант B

Для аналитической волны момента вычислите среднее и размах при \(N = 4\) и \(N = 24\). Объясните различие.

62.2 · Многокритериальная оптимизация: Парето и выбор компромисса

Открыть занятие 62.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Постройте дискретный фронт SPM и сравните три правила выбора: максимум среднего момента, весовой компромисс и минимум объёма при заданном размахе. Выведите пример недостижимой весами точки и покажите влияние смены нормировки.

Предпосылки: 62.1 · Оптимизация геометрии машины с поверхностными постоянными магнитами.

Вариант A

Добавьте \(E\) = (1; 2). Перестройте фронт и укажите, какие прежние точки исключаются.

Вариант B

При \(\varepsilon\)-ограничениях \(f_{2} \le 4\), \(f_{2} \le 3\) и \(f_{2} \le 2\) минимизируйте \(f_{1}\) на исходном наборе.

63.1 · Проверка найденной конструкции: сетка, углы, соседи и изменённые условия

Открыть занятие 63.1 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Подготовьте протокол проверки электромагнита и SPM. Включите отдельные численные уточнения, повторное открытие, геометрических соседей и минимум один физический сценарий; дайте ограниченный доказательствами итоговый вердикт.

Предпосылки: 62.2 · Многокритериальная оптимизация: Парето и выбор компромисса.

Вариант A

Повторите оценку для синтетических значений 10,12; 10,06; 10,03 при \(r = 2\).

Вариант B

Результаты 10,00; 10,04; 10,01 меняют знак разностей. Можно ли механически применять монотонную формулу Ричардсона?

63.2 · Итоговый воспроизводимый проект оптимизации FEMM 5

Открыть занятие 63.2 · Ссылка на упражнения

Учебная задача: Выпустите самостоятельный воспроизводимый проект оптимизации одного из двух объектов. Приложите протокол, выводы формул, алгоритм встроенного Python, полный журнал, результаты выбора и проверок, модель и инструкцию чистого повторения.

Предпосылки: 63.1 · Проверка найденной конструкции: сетка, углы, соседи и изменённые условия.

Вариант A

При Pбаз = 8,0 Вт и \(P\)* = 6,8 Вт вычислите улучшение; объясните, что ещё нужно для приёмки.

Вариант B

Для машины база Tср = 10 Н·м, \(\Delta T = 5\) Н·м; кандидат 9,5 и 2 Н·м. Дайте вектор изменений и объясните компромисс.