– нумерация элементов векторов и матриц начинается с единицы.
Запишем уравнения по законам Кирхгофа:
I1-I2-I3-I4=0,
I3+I4-I5=0,
I1*(R1+R6)+I2*R2=E1,
I1*R3-I4*R4=-E4,
I4*R4+I5*R5-I2*R2=E4.
В матричной форме это выглядит так:
При этом решение выражается в матричном виде
Рассчитаем токи в цепи. При этом решение выражается в матричном виде
Результат вычисления токов выведем на экран в виде матрицы-столбца токов:
Элементы этой матрицы есть корни системы уравнений, т. е. искомые токи ветвей цепи:
I1=6.667A, I2=1.667A, I3=-4A, I4=9A, I5=5A.
2.Решение задачи c помощью блока решений Given:
Заключается в использовании двух функций системы: Given и Find. Преимущество данного метода заключается в том, что система уравнений вводится в MathCAD без использования матриц, т. е. в "натуральном" виде. Предварительно необходимо только указать начальные значения неизвестных. Это могут быть любые числа, входящие в область определения (часто за них принимают столбец свободных членов). Для решения системы уравнений с помощью блока решений Given MathCAD необходимо задать блок уравнений, который имеет следующую структуру:
1) начало блока (задается с помощью ключевого слова Given);
2) тело блока (сюда входят все уравнения и ограничения);
3) конец блока (заканчивается с помощью выражения Find).
Перед началом блока решений обязательно задаются начальные условия, т.е. начальные значения искомых величин, т.к. решение находится с помощью итераций. При записи уравнений вместо строгого равенства используется знак приближенно равно ≈ . Если поставить строгое равенство, то уравнения разрешены не будут.
Порядок расчета:
Зададим начальные условия:
Начало блока:
Тело блока.
Конец блока.
Получаем результат:
Элементы полученной матрицы есть корни системы уравнений, т. е. искомые токи ветвей цепи:
I1=6.667A, I2=1.667A, I3=-4A, I4=9A, I5=5A.
Как видно из примера расчета токи в цепи, полученные прямым
решением уравнений и полученные с помощью блока решений Given равны.
Выполним проверку баланса мощности:
Выполним проверку решения:
Найденные токи запишем в файл:
– форма записи для MathCAD под Windows.