Aula MathCad, um guia prático para quem quer aprender a mexer no programa. Simples e direto.

1. 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.

2. 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);

3. Introdução

4. Introdução
• Extensão dos arquivos é “xmcd”
• Versão utilizada no INEP: v14.
• Versoes disponíveis atualmente:
• Website:
• http://www.ptc.com/product/mathcad/

5. 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.

6. Cálculos básicos – Equações básicas

7. Cálculos básicos – Equações básicas
• Atalhos úteis:

8. Cálculos básicos – Equações Básicas
• Linha de edição azul:

9. Cálculos básicos – Equações Básicas
• Definindo intervalo de variáveis:
– Tecla de atalho “;”

10. Cálculos básicos – Equações Básicas
• Definindo intervalo de variáveis:
– Tecla de atalho “;”

11. 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

12. Cálculos básicos - Funções
• Definição de função:
– Funcão(x,y,z,t...)=equação(x,y,z,t...)
– Exemplos:

13. Cálculos básicos - Funções
• Definição de função:
– Funcão(x,y,z,t...)=equação(x,y,z,t...)
– Exemplos:

14. Cálculos básicos - Retificador Monofásico a diodo

15. Cálculos básicos - Retificador Monofásico a diodo
• Para os próximos cálculos:
• Adicionar unidades;
• Trabalhar com equações no modo
simbólico;
• Construir gráficos;

16. Conceitos avançados - Unidades

17. Conceitos avançados - Unidades
• Atribuindo unidades a uma variável:
• Exemplos:

18. Conceitos avançados - Unidades
• Atribuindo unidades a uma variável:
• Exemplos:

19. Conceitos avançados - Unidades
• Um erro conceitual pode ser detectado
através das unidades do resultado

20. Conceitos avançados - Unidades
• Lista de unidades predefinidas:
http://www.chem.mtu.edu/~tbco/cm3450/McadBasics.pdf

21. Conceitos avançados - Gráficos
• Podem ser acessados de duas formas:
1º
2º

22. Conceitos avançados - Gráficos
• Exemplos:

23. Conceitos avançados - Gráficos
• Exemplos:

24. Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Solução de equações, integrais, derivadas,sistemas de
equações, transformadas...

25. Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Solução de integral:
• Comando substitute: Substitui variável presente em uma
equação por um valor determinado pelo usuário;

26. Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Comando collect: Evidencia na equação uma variável
escolhida pelo usuário;

27. 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:

28. Conceitos avançados – Cálculo simbólico

29. 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

30. Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Calculando os coeficientes:

31. Conceitos avançados – Cálculo simbólico
• Substituindo na definição:
• Plotando o gráfico:

32. Conceitos avançados – Cálculo simbólico
n=3
n=6
n=12

33. Conceitos Avançados – Importar/Exportar arquivos
• Importar arquivos: Importa planilhas do excell, gráficos do
PSIM...;
• Exportar arquivos: exporta resultados, curvas, parâmetros de
simulação no PSIM

34. Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Retificador monofásico meia onda a tirisitor:

35. Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Exemplo de projeto:

36. Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Exemplo de projeto:

37. Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Parâmetros necessários para a simulação:
• Criar uma matriz no mathcad que possua esses parâmetros

38. 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

39. Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Inserir File ouput;

40. Conceitos Avançados – Exportar arquivos para o PSIM
• Por último, informar no campo file output o nome
dado a matriz que possui os parâmetros;

41. Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM

42. Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM
• Abrir o arquivo criado pelo mathcad no PSIM parameter file:

43. 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;

44. Conceitos Avançados –Exportar arquivos para o PSIM
• Resultado final:
• Agora, qualquer alteração na planilha é atualizada
no PSIM;

45. Tópicos para estudo
• Programação, implementação de algoritmos para cálculo;
– Cálculo de magnéticos, cálculo deTHD, 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;

46. Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Elétrica
Instituto de Eletrônica de Potência 46
Mathcad 14 – Guia Prático
Mestrando: Delvanei G. Bandeira Jr
delvanei.jr@inep.ufsc.br
Orientador: Ivo Barbi, Dr. Ing.
ivobarbi@inep.ufsc.br