Введение
1 Краткий обзор ранее полученных результатов
1.1 Математическая модель
1.2 Реализация компьютерной модели
1.2.1 Модели устройств
1.2.2 Построение матриц и решение системы уравнений
Выводы по главе 1
2 Конструктор модели электрической цепи переменного тока
2.1 Разработка класса модели генератора переменного тока
2.1.1 Класс Alternator, отвечающий за логику
2.1.2 Графическая реализация генератора переменного тока
2.2 Получение необходимых значений
2.3 Добавление классов Inductor и Capacitor
2.4 Модификация алгоритма расчета электрической цепи постоянного тока
Выводы по главе 2
3 Проверка полученных результатов
3.1 Проверка расчетов цепи постоянного тока
3.2 Проверка расчетов цепи переменного тока
Выводы по главе 3
Выводы
Литература
Приложение А. Класс PAlternator
Приложение Б. Класс PCapacitor
Приложение В Метод для заполнения необходимых для решения системы уравнений
матриц с учетом комплексности элементов
Программный комплекс BARSIC
Программный комплекс BARSIC включает в себя язык программирования под тем же названием BARSIC, который является предметно-ориентированным языком программирования (DSL - Domain-Specific Language), то есть языком, специализированным для конкретных задач. Основным применением BARSIC является программная поддержка моделей интернет-олимпиады по физике. Данные модели имитируют реальные физические эксперименты, с помощью которых проверяется практическое применение полученных знаний [1].
Постановка задачи
Исполняющая среда BARSIC, под управлением которой работают модели виртуальных лабораторий, предназначена для работы под ОС Windows. Для работы под ОС Linux необходимо использовать эмулятор Windows API (например, VirtualBox или Wine). Конечно, большинство участников заходят на сайт интернет-олимпиады с устройств под операционной системой Windows (~67%), но, учитывая массовость интернет-олимпиады школьников (около 40 тыс. участников в год), а также нарастающую популярность планшетных компьютеров, крайне необходимо создание модели для платформ Android и iOS [1].
На момент написания работы уже имеется работающий прототип проигрывателя BARSIC для платформы Android, а также набор конструкторов для моделей устройств, таких как мультиметр. источник постоянного тока, резистор и т.д.
Целью данной работы является дополнения существующего набора конструкторов, а именно:
• Создание моделей источника переменного тока, катушки индуктивности и конденсатора:
• Графическая реализация вышеперечисленных устройств
При разработке конструктора цепей моделей электрических цепей требуется решить следующие задачи:
• Построение математической модели расчета электрических цепей
• Построение иерархии классов, отвечающих за бизнес-логику приложения и иерархию классов, отвечающих за визуализацию (согласно принципу разделения бизнес логики и визуализации)
Фрагменты вышеописанных задач были решены студентами прошлых годов, а именно:
• Была разработана математическая модель для расчета цепей постоянного тока
• Была построена иерархия классов устройств
• Были построены классы, реализующие логику расчетов электрических цепей постоянного тока
Ниже представлен краткий обзор решений данных задач.
Для более детального рассмотрения реализации решений можно обратиться к работам Фриша В.С. [2] и Файзулина Е.Э. [3].
В рамках данной работы были получены следующие результаты:
• Была доработана существующая иерархия классов, а именно:
o разработаны классы для устройств, таких как генератор переменного тока, конденсатор и катушка индуктивности o разработаны классы для корректного отображения устройств
• Сделано обобщение для расчетов электрических цепей таким образом, что расчеты являются универсальными для электрических цепей переменного и постоянного тока с учетом особенностей свойств элементов
• Была сделана проверка получившихся результатов и получена согласованность результатов с теоретическими расчетами
• Был проведен частичный рефакторинг существующего кода
