Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Elétrica
Instituto de Eletrônica de Potência 1
Mathcad 14 – Guia Prático
Mestrando: Delvanei G. Bandeira Jr
Orientador: Ivo Barbi, Dr. Ing.
Introdução
• Mathcad 14; – Resolve, compartilha, usa, reusa e analisa cálculos dedicados para
engenharia;
– Interface amigável com o usuário;
– Não precisa aprender outra linguagem para utilizar;
– “You can spend more time engineering and less time documenting”
• Ferramentas: – Gráficos(2D, 3D, plano de fase, contornos...);
– Solução de equações(numérica, analítica, transformadas...);
– Programação, interface com outros programas(Excell, PSIM);
Introdução
Introdução
• Extensão dos arquivos é “xmcd”
• Versão utilizada no INEP: v14.
• Versoes disponíveis atualmente:
• Website:
• http://www.ptc.com/product/mathcad/
Cálculos básicos – Equações básicas
• Evaluate numericaly “=“: Retorna somente o resultado da equação;
• Definition “:” : Resolve o lado direito da equação, e o resultado é atribuido à variavel do lado esquerdo da equação.
Cálculos básicos – Equações básicas
Cálculos básicos – Equações básicas
• Atalhos úteis:
Cálculos básicos – Equações Básicas
• Linha de edição azul:
Cálculos básicos – Equações Básicas
• Definindo intervalo de variáveis: – Tecla de atalho “;”
Cálculos básicos – Equações Básicas
• Definindo intervalo de variáveis: – Tecla de atalho “;”
Cálculos básicos – Equações Básicas
• Definindo intervalo de variáveis: – Tecla de atalho “;”
• Conclusão: – a,b...c
O passo é definido por b, tal que a<b<c
Cálculos básicos - Funções
• Definição de função:
– Funcão(x,y,z,t...)=equação(x,y,z,t...)
– Exemplos:
Cálculos básicos - Funções
• Definição de função:
– Funcão(x,y,z,t...)=equação(x,y,z,t...)
– Exemplos:
Cálculos básicos - Retificador Monofásico a diodo
Cálculos básicos - Retificador Monofásico a diodo
• Para os próximos cálculos:
• Adicionar unidades;
• Trabalhar com equações no modo simbólico;
• Construir gráficos;
Conceitos avançados - Unidades
Conceitos avançados - Unidades
• Atribuindo unidades a uma variável:
• Exemplos:
Conceitos avançados - Unidades
• Atribuindo unidades a uma variável:
• Exemplos:
Conceitos avançados - Unidades
• Um erro conceitual pode ser detectado através das unidades do resultado
Conceitos avançados - Unidades
• Lista de unidades predefinidas:
http://www.chem.mtu.edu/~tbco/cm3450/McadBasics.pdf
Conceitos avançados - Gráficos
• Podem ser acessados de duas formas:
1º
2º
Conceitos avançados - Gráficos
• Exemplos:
Conceitos avançados - Gráficos
• Exemplos:
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Solução de equações, integrais, derivadas,sistemas de equações, transformadas...
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Solução de integral:
• Comando substitute: Substitui variável presente em uma equação por um valor determinado pelo usuário;
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Comando collect: Evidencia na equação uma variável escolhida pelo usuário;
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Resolvendo sistemas de equações, comando Given: – Resolve qualquer sistema, desde que as equações sejam escritas com
o igual booleano(não confundir com “:=”);
– Agiliza o cálculo de funções de transferência;
• Exemplo:
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Outro exemplo - Séries de Fourier;
• Definição:
Em que:
ALEXANDER,C.L;Sadiku,M.N.O;Fundamentals of Electric Circuits. 3ºed.Mc Graw-Hill.2007
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Calculando os coeficientes:
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Substituindo na definição:
• Plotando o gráfico:
Conceitos avançados – Cálculo simbólico
n=3
n=6
n=12
Conceitos Avançados – Importar/Exportar arquivos
• Importar arquivos: Importa planilhas do excell, gráficos do PSIM...;
• Exportar arquivos: exporta resultados, curvas, parâmetros de simulação no PSIM
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Retificador monofásico meia onda a tirisitor:
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Exemplo de projeto:
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Exemplo de projeto:
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Parâmetros necessários para a simulação:
• Criar uma matriz no mathcad que possua esses parâmetros
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Observações:
• A segunda coluna deve conter somente
números;
• O bloco de disparo só aceita ângulo em graus;
• A fonte de entrada só recebe tensão de pico
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Inserir File ouput;
Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Por último, informar no campo file output o nome dado a matriz que possui os parâmetros;
Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM
Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM
• Abrir o arquivo criado pelo mathcad no PSIM parameter file:
Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM
• OBS: – O arquivo gerado no Mathcad
possui o formato PRN, portanto
É necessário mostrar todos os
arquivos na pasta para que
ele apareça;
Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM
• Resultado final:
• Agora, qualquer alteração na planilha é atualizada no PSIM;
Tópicos para estudo
• Programação, implementação de algoritmos para cálculo; – Cálculo de magnéticos, cálculo de THD, espectros harmônicos...
• Importação de arquivos, formas de onda, planilhas... – Dados de entrada para os cálculos, validação de resultados, cálculo de
rendimento...
• Melhorar interface e exposição dos resultados para outros usuários;
Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Elétrica
Instituto de Eletrônica de Potência 46
Mathcad 14 – Guia Prático
Mestrando: Delvanei G. Bandeira Jr
Orientador: Ivo Barbi, Dr. Ing.
