Онлайн векторные диаграммы: Векторная диаграмма напряжений и токов онлайн — Независимое театральное объединение "Зрительские симпатии"

Содержание

Построение векторных диаграмм онлайн для электрических цепей

В программе онлайн-расчёта электрических цепей появился функционал построения векторных диаграмм.

После завершения расчёта программа автоматически формирует векторные диаграммы токов и напряжений. Векторные диаграммы строятся согласно методике, приведённой здесь. Векторные диаграммы токов доступны только для многоконтурных схем.

Все векторные диаграммы токов и все векторные диаграммы напряжений строятся на своих графиках. Внизу каждого графика доступны чекбоксы для отображения или скрытия векторных диаграмм для определённых узлов или контуров.

Пример векторных диаграмм токов и напряжений

Исходные данные и схема:

E1:
- Номер элемента: 1
- Амплитудное значение: 100 В
- Начальная фаза: 45
R1:
- Номер элемента: 1
- Сопротивление, Ом: 1
L1:
- Номер элемента: 1
- Сопротивление, Ом: 1
C1:
- Номер элемента: 1
- Сопротивление, Ом: 1
R2:
- Номер элемента: 1
- Сопротивление, Ом: 1

После нажатия кнопки «Расчёт» формируется решение задачи:

Рассчитаем схему по законам Кирхгофа.

В данной схеме: узлов − 2, ветвей − 3, независимых контуров − 2.

Произвольно зададим направления токов в ветвях и направления обхода контуров.
Принятые направления токов:

Ток $ \underline{I}_{1} $ направлен от узла ‘2 у.’ к узлу ‘1 у.’ через элементы $ \underline{E}_{1} $, $ R_{1} $.
Ток $ \underline{I}_{2} $ направлен от узла ‘2 у.’ к узлу ‘1 у.’ через элементы $ R_{2} $, $ C_{1} $.
Ток $ \underline{I}_{3} $ направлен от узла ‘1 у.’ к узлу ‘2 у.’ через элементы $ L_{1} $.

Принятые направления обхода контуров:

Контур №1 обходится через элементы $ \underline{E}_{1} $, $ R_{1} $, $ C_{1} $ в указанном порядке.
Контур №2 обходится через элементы $ R_{2} $, $ C_{1} $, $ L_{1} $ в указанном порядке.

Составим уравнения по первому закону Кирхгофа. При составлении уравнений «втекающие» в узел токи будем брать со знаком «+», а «вытекающие» − со знаком «−».

Количество уравнений, составляемых по первому закону Кирхгофа, равно $ N_\textrm{у}- 1 $, где $ N_\textrm{у} $ − число узлов. Для данной схемы количество уравнений по первому закону Кирхгофа равно 2 − 1 = 1.

Составим уравнение для узла №1:

$$ \underline{I}_{1} + \underline{I}_{2}- \underline{I}_{3} = 0 $$

Составим уравнения по второму закону Кирхгофа. При составлении уравнений положительные значения для токов и ЭДС выбираются в том случае, если они совпадают с направлением обхода контура.

Количество уравнений, составляемых по второму закону Кирхгофа, равно $ N_\textrm{в}- N_\textrm{у} + 1 $, где $ N_\textrm{в} $ − число ветвей. Для данной схемы количество уравнений по второму закону Кирхгофа равно 3 − 2 + 1 = 2.

Составим уравнение для контура №1:

$$ R_{1}\cdot \underline{I}_{1}-(R_{2}-jX_{C1})\cdot \underline{I}_{2}=\underline{E}_{1}$$

Составим уравнение для контура №2:

$$ (R_{2}-jX_{C1})\cdot \underline{I}_{2}+jX_{L1}\cdot \underline{I}_{3}=0 $$

Объединим полученные уравнения в одну систему, при этом перенесём известные величины в правую сторону, оставив в левой стороне только составляющие с искомыми токами. Система уравнений по законам Кирхгофа для исходной цепи выглядит следующим образом:

$$ \begin{cases}\underline{I}_{1} + \underline{I}_{2}- \underline{I}_{3} = 0 \\ R_{1}\cdot \underline{I}_{1}-(R_{2}-jX_{C1})\cdot \underline{I}_{2} = \underline{E}_{1} \\ (R_{2}-jX_{C1})\cdot \underline{I}_{2}+jX_{L1}\cdot \underline{I}_{3} = 0 \\ \end{cases} $$

Подставим в полученную систему уравнений значения сопротивлений и источников и получим:

$$ \begin{cases}\underline{I}_{1}+ \underline{I}_{2}- \underline{I}_{3}=0 \\ \underline{I}_{1}+(-1+1j)\cdot \underline{I}_{2}=0.7071+0.7071j \\ (1-1j)\cdot \underline{I}_{2}+ j \cdot \underline{I}_{3}=0 \\ \end{cases} $$

Решим систему уравнений и получим искомые токи:

$$ \underline{I}_{1} = 0.4243+0.1414j\space\textrm{А} $$
$$ \underline{I}_{2} = 0.1414-0.4243j\space\textrm{А} $$
$$ \underline{I}_{3} = 0.5657-0.2828j\space\textrm{А} $$

правила построения диаграмм, онлайн построение

Содержание

1 Разновидности векторных диаграмм
2 Векторные диаграммы и комплексное представление
3 Примеры применения
- 3. 1 Механика, гармонический осциллятор
- 3.2 Свободные гармонические колебания без затухания
- 3.3 Гармонический осциллятор с затуханием и внешней вынуждающей силой
- 3.4 Расчет электрических цепей
- 3.5 Преобразование Фурье
  - 3.5.1 Сложение двух синусоидальных колебаний
  - 3.5.2 Фурье-образ прямоугольного сигнала
- 3.6 Дифракция
4 Построение векторной диаграммы напряжений и токов
5 Видео

Цифровое представление динамических процессов затрудняет восприятие, усложняет расчет выходных параметров после изменения условий на входе или в результате выполненной обработки. Векторная диаграмма токов и напряжений помогает успешно решать обозначенные задачи. Ознакомление с теорией и практическими примерами поможет освоить данную технологию.

Диаграмма, поясняющая процесс короткого замыкания в трехфазной цепи счетчика электроэнергии

Разновидности векторных диаграмм

Для корректного отображения переменных величин, которые определяют функциональность радиотехнических устройств, хорошо подходит векторная графика.

Подразумевается соответствующее изменение основных параметров сигнала по стандартной синусоидальной (косинусоидальной) кривой. Для наглядного представления процесса гармоническое колебание представляют, как проекцию вектора на координатную ось.

С применением типовых формул несложно рассчитать длину, которая получится равной амплитуде в определенный момент времени. Угол наклона будет показывать фазу. Суммарные влияния и соответствующие изменения векторов подчиняются обычным правилам геометрии.

Различают качественные и точные диаграммы. Первые применяют для учета взаимных связей. Они помогают сделать предварительную оценку либо используются для полноценной замены вычислений. Другие создают с учетом полученных результатов, которые определяют размеры и направленность отдельных векторов.

Круговая диаграмма

Допустим, что надо изучить изменение параметров тока в цепи при разных значениях сопротивления резистора в диапазоне от нуля до бесконечности. В этой схеме напряжение на выходе (U) будет равно сумме значений (UR и UL) на каждом из элементов. Индуктивный характер второй величины подразумевает перпендикулярное взаимное расположение, что хорошо видно на части рисунка б). Образованные треугольники отлично вписываются в сегмент окружности 180 градусов. Эта кривая соответствует всем возможным точкам, через которые проходит конец вектора UR при соответствующем изменении электрического сопротивления. Вторая диаграмма в) демонстрирует отставание тока по фазе на угол 90°.

Линейная диаграмма

Здесь изображен двухполюсный элемент с активной и реактивной составляющими проводимости (G и jB, соответственно). Аналогичными параметрами обладает классический колебательный контур, созданный с применением параллельной схемы. Отмеченные выше параметры можно изобразить векторами, которые расположены постоянно под углом 90°. Изменение реактивной компоненты сопровождается перемещением вектора тока (I1…I3). Образованная линия располагается перпендикулярно U и на расстоянии Ia от нулевой точки оси координат.

Векторные диаграммы и комплексное представление

Инвертор для солнечных батарей

Такой инструментарий помогает строить наглядные графические схемы колебательных процессов. Аналогичный результат обеспечивает применение комплексных числовых выражений. В этом варианте, кроме оси с действительными, применяют дополнительный координатный отрезок с мнимыми значениями. Для представления вектора пользуются формулой A*ei(wt

+f0), где:

А – длина;
W – угловая скорость;
f0 – начальный угол.

Значение действительной части равно A*cos*(w*t+f0). Это выражение описывает типичное гармоническое колебание с базовыми характеристиками.

Примеры применения

Кабель ВВГ — расшифровка и применение

В следующих разделах приведены описания задач, которые решают с помощью представленной методики. Следует подчеркнуть, что применение комплексных чисел пригодно для сложных расчетов с высокой точностью. Однако на практике достаточно часто сравнительно простой векторной графики с наглядным отображением исходной информации на одном рисунке.

Механика, гармонический осциллятор

Таким термином обозначают устройство, которое можно вывести из равновесного состояния. После этого система возвращается в сторону исходного положения, причем сила (F) соответствующего воздействия зависит от дальности первичного перемещения (d) прямо пропорционально. Величину ее можно уточнить с помощью постоянного корректирующего коэффициента (k). Отмеченные определения связаны формулой F=-d*k

Формулы для расчета основных параметров гармонического осциллятора

К сведению. Аналогичные процессы происходят в системах иной природы. Пример – создание аналога на основе электротехнического колебательного контура (последовательного или параллельного). Формулы остаются теми же с заменой соответствующих параметров.

Свободные гармонические колебания без затухания

Продолжая изучение темы на примерах механических процессов, можно отметить возможность построения двухмерной схемы. Скорость в этом случае на оси Х отображается так же, как и в одномерном варианте. Однако здесь можно учесть дополнительно фактор ускорения, которое направляют под углом 90° к предыдущему вектору.

Гармонический осциллятор с затуханием и внешней вынуждающей силой

В этом случае также можно воспользоваться для изучения взаимного влияния дополнительных факторов векторной графикой. Как и в предыдущем примере, скорость и другие величины представляют в двухмерном виде. Чтобы правильно моделировать процесс, проверяют суммарное воздействие внешних сил. Его направляют к центру системы (точке равновесия). С применением геометрических формул вычисляют амплитуду механических колебаний после начального воздействия с учетом коэффициента затухания и других значимых факторов.

Расчет электрических цепей

Векторную графику применяют для сравнительно несложных цепей, которые созданы из набора элементов линейной категории: конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности. Для более сложных схем пользуются методикой расчета «Комплексных амплитуд», в которой реактивные компоненты определяют с помощью импедансов.

Векторная диаграмма для схемы соединений без нейтрального провода – звезда

Векторная диаграмма в данном случае выполняет функцию вспомогательного чертежа, который упрощает решение геометрических задач. Для катушек и конденсаторов, чтобы не пользоваться комплексным исчислением, вводят специальный термин – реактивное сопротивление. При синусоидальном токе изменение напряжения на индуктивном элементе описывается формулой U=-L*w*I0sin(w*t+f0).

Несложно увидеть подобие с классическим законом Ома. Однако в данном примере изменяется фаза. По этому параметру на конденсаторе напряжение отстает от тока на 90°. В индуктивности – обратное распределение. Эти особенности учитывают при размещении векторов на рисунке. В формуле учитывается частота, которая оказывает влияние на величину этого элемента.

Схемы и векторные диаграммы для идеального элемента и диэлектрика с потерями

Преобразование Фурье

Векторные технологии применяют для анализа спектров радиосигналов в определенном диапазоне. Несмотря на простоту методики, она вполне подходит для получения достаточно точных результатов.

Сложение двух синусоидальных колебаний

В ходе изучения таких источников сигналов рекомендуется работать со сравнительно небольшой разницей частот. Это поможет создать график в удобном для пользователя масштабе.

Фурье-образ прямоугольного сигнала

В этом примере оперируют суммой синусоидальных сигналов. Последовательное сложение векторов образует многоугольник, вращающийся вокруг единой точки. Для правильных расчетов следует учитывать отличия непрерывного и дискретного распределения спектра.

Дифракция

Для этого случая пользуются тем же отображением отдельных синусоид в виде векторов, как и в предыдущем примере. Суммарное значение также вписывается в окружность.

Построение векторной диаграммы напряжений и токов

Как рассчитать потребление электрической энергии

Для изучения технологии выберем однофазный источник синусоидального напряжения (U). Ток изменяется по формуле I=Im*cos w*t. Подключенная цепь содержит последовательно подключенные компоненты со следующими значениями:

резистор: Ur=Im*R*cos w*t;
конденсатор: Uc=Im*Rc*cos (w*t-π/2), Rc=1/w*C;
катушка: UL= Im*RL*cos(w*t+π/2), RL=w*L.

При прохождении по цепи переменного тока на реактивных элементах будет соответствующий сдвиг фаз. Чтобы построить вектора правильно, рассчитывают амплитуды и учитывают изменение направлений. Ниже приведена последовательность создания графики вручную.

Диаграмма напряжений и токов на отдельных элементах

Далее с применением элементарных правил геометрии проверяют взаимное влияние векторов.

Решение векторного уравнения

На первом рисунке приведен результат сложения двух векторов при условии, когда Uc меньше UL. Добавив значение на сопротивление, получим результирующее напряжение Um. На третьей иллюстрации отмечен общий фазовый сдвиг.

Векторное отображение процессов в параллельном колебательном контуре, резонанс напряжений

В топографической диаграмме начало координат совмещают с так называемой точкой «нулевого потенциала». Такое решение упрощает изучение отдельных участков сложных схем.

Специализированный редактор онлайн

В интернете можно найти программу для построения векторных диаграмм в режиме online.

Видео

Мощный онлайн-редактор SVG для команд

Создание, использование и обмен векторной графикой никогда не было проще

Полное расширение с помощью подключаемых модулей на основе Javascript всего один клик. Отбросьте свои данные, и программное обеспечение сделает все чертежи за вас.

Небольшие размеры файлов со встроенным минификатором SVG

Мы создали один из лучших в мире (в среднем на 22 % меньше) минимификатор SVG в Nano, поэтому вы можете быть уверены, что ваши изображения SVG будут очень маленькими по размеру и будут работать без потерь шрифты независимо от того, как вы их встраиваете.

Создан для точности

Благодаря нескольким единицам измерения, инструментам масштабирования и измерения Vecta позволяет создавать широкий спектр удивительных диаграмм с точностью в пикселях, миллиметрах, сантиметрах или дюймах.

Масштабирование 6400 % для идеального изображения

Импорт чертежей Autocad, шаблонов и рисунков Visio

Перетащите чертежи Autocad, шаблоны и рисунки Visio в Vecta, чтобы сразу же отредактировать их. Мгновенно делитесь или повторно используйте тысячи рисунков и символов.

В настоящее время поддерживаются форматы *.dwg,*.vsd и *.vss. В ближайшее время будет поддерживаться больше форматов файлов!

Мощный редактор WYSIWYG

Создавайте четкую SVG-графику с точностью до пикселя с помощью мощного редактора Vecta. При масштабировании 100% вы видите именно то, что получаете при выводе изображений в различные форматы, включая PNG, JPG, SVG и PDF.

Каждое изображение на этом веб-сайте сделано с помощью Vecta и остается четким на всех устройствах при сохранении небольшого размера файла

Узнайте больше о мощном редакторе Vecta

Более 800 веб-шрифтов

Доступ к сотням семейств шрифтов Google для обеспечения художественной гибкости.

Обводка текста

Обводка текста по путям для превосходной переносимости и легкого изменения размера.

Слои

Легко организуйте слои, настраивая и настраивая их видимость.

Направляющие

Используйте направляющие для быстрого выравнивания и размещения фигур.

Интеллектуальные разъемы

Быстрое соединение фигур с помощью интеллектуальных соединителей.

Насыщенная цветовая палитра

Включает в себя линейные и радиальные градиенты, разработанные для удивительных диаграмм.

Привлекательные символы и значки для всех

Используйте и повторно используйте тысячи красивых символов из общедоступных трафаретов, чтобы легко создавать потрясающую графику. Создавайте больше символов и делитесь ими со своей командой для максимальной производительности.

Узнайте больше о символах

Делайте больше с меньшими затратами, используя формулы и выражения

Легко создавайте интеллектуальные фигуры, которые будут расширяться, чтобы вмещать больше текста, или менять цвет при изменении размера, чтобы указать статус. Еще лучше использовать рисовальщик формул, чтобы скопировать интеллектуальное поведение и применить его к другому.

Усовершенствованные операции с фигурами

Легко создавайте удивительные профессиональные фигуры с помощью фрагментов, объединений, различий, пересечений, соединений и обрезки.

Работайте лучше вместе

Обширные инструменты для совместной работы, позволяющие лучше общаться и работать с товарищами по команде.

Узнайте больше о функциях команды Vecta

Уведомления

Уведомления на рабочем столе и в приложениях, чтобы держать вас в курсе того, что делает команда

Информационная панель для команды

Автоматически делитесь чертежами, символами, плагинами и шаблонами с вашей командой

Встроено Чат

Чат в режиме реального времени для обеспечения бесперебойной и эффективной коммуникации

Интеграция со Slack

Общение с помощью диаграмм в дополнение к словам с помощью Slack

Совместная работа в режиме реального времени

Работайте лучше и быстрее с редактором Vecta для совместной работы в режиме реального времени

Начало работы

Вдохновляйтесь тем, что другие сделали в Vecta, и внедряйте инновации дальше.

Проект чертежа

Спецификация банки с напитками

Классы хакеров

Инфографика о типах хакеров

Процесс SCRUM

Общение Agile для сплочения команды

Празднование Рождества

Шаблон для рождественской открытки

Surfing Waves

Градиент помогает добавить глубину и размерность

Вид на озеро

Использование эффектов размытия

Твиты от Vectaio

Создайте бесплатную учетную запись Vecta сейчас

Создайте учетную запись и запустите свой проект с помощью простой схемы.
Легко рисуйте, делитесь и сотрудничайте со своей командой на Vecta.

Зарегистрируйтесь с адресом электронной почты

векторная графика · Темы GitHub · GitHub

Вот 498 публичных репозиториев соответствует этой теме…

необработанные графики / приложение rawgraphs

Спонсор Звезда 8,4к

jonobr1 / два.

js Спонсор Звезда 8k

эко / Зрендер

Звезда 5,7к

mbrlabs / Лориен

Звезда 3,9к

метод действия / Метод-Ничья

Звезда 2,6к

танграммы / танграм

Звезда 2,1к

неконвергентный / странный

Звезда 1,6к

синфиг / синфиг

Звезда 1,5к

Тдевольф / холст

Звезда 1,3к

черная дыра89 / блокнот

Звезда 1,2к

Чистый Свифт / Какао

Звезда 1,1к

Суджитканна / СмайликРейтинг