動(dòng)態(tài)電路分析仿真實(shí)驗(yàn)

1、動(dòng)態(tài)電路分析仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握 Multisim 編輯動(dòng)態(tài)電路、設(shè)置動(dòng)態(tài)元件的初始條件、掌握周期激勵(lì)的屬性及對(duì)動(dòng)態(tài)電路仿真的方法。 2、理解一階 RC 電路在方波激勵(lì)下逐步實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)充放電的過(guò)程。 3、理解一階 RL 電路在正弦激勵(lì)下，全響應(yīng)與激勵(lì)接入角的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)器材計(jì)算機(jī)、Multisim軟件三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及分析 RC一階動(dòng)態(tài)電路仿真實(shí)驗(yàn)1 一階RC電路的充、放電在 Multisim 10中，搭建RC充、放電仿真實(shí)驗(yàn)電路，如圖2.2.1所示。當(dāng)動(dòng)態(tài)元件（電容或電感）初始儲(chǔ)能為零（即初始狀態(tài)為零）時(shí)，僅由外加激勵(lì)產(chǎn)生的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)；如果在換路瞬間動(dòng)態(tài)元件（電容或電感）已儲(chǔ)存

2、有能量，那么即使電路中沒(méi)有外加激勵(lì)電源，電路中的動(dòng)態(tài)元件（電容或電感）將通過(guò)電路放電，在電路中產(chǎn)生響應(yīng)，即零輸入響應(yīng)。R110k?V113 V J1Key = SpaceC11uF3120在 Multisim 10中，單擊圖2.2.1所示電路中開關(guān)J1的控制鍵A，選擇RC電路分別工作在充電（零狀態(tài)響應(yīng)）、放電（零輸入響應(yīng)）狀態(tài)。（1）RC充電（零狀態(tài)響應(yīng)）（2）RC放電（零輸入響應(yīng)） 2 一階RC電路的仿真實(shí)驗(yàn)。 當(dāng)一個(gè)非零初始狀態(tài)的一階電路受到激勵(lì)時(shí)，電路產(chǎn)生的響應(yīng)稱為全響應(yīng)。對(duì)于線性電路，全響應(yīng)是零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和。R=4.5K C=1UFC=5uf R=20k實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，

3、發(fā)現(xiàn)電容電壓波形受 R,C 元件參數(shù)及時(shí)間常數(shù)的影響。其中時(shí)間常數(shù)對(duì)波形的影響從圖上看：1.電容沖放電過(guò)程由近似的直線變成明顯的與電壓成非線形關(guān)系。 2.隨著時(shí)間常數(shù)的增大，電容一次充電和放電的時(shí)間間隔明顯增大。2.5.1 RLC串聯(lián)諧振電路仿真實(shí)驗(yàn)（1）測(cè)量電路諧振時(shí)的I0、VR、VL、VC、Q。打開仿真開關(guān)，用連接在電路中的雙蹤示波器分別測(cè)量激勵(lì)電壓源VS和電阻R兩端的電壓，如圖2.5.1（a）中所示在諧振的情況下，用示波器分別測(cè)量電感L和電容C兩端的電壓值；將測(cè)量的電感L（或電容C）兩端的電壓值除以電阻R兩端的電壓值，換算出電路的Q值；用串接在電路中的電流表測(cè)量電路中流過(guò)的電流I0，并將

4、測(cè)量數(shù)據(jù)填入表2.5.1中。RLC串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)電路數(shù)據(jù)（1）f0 /HzVR /VVL /V VC /V QI0 / mA 理論計(jì)算值159010100100101.0仿真測(cè)量值15851099.975100.003101.0（2）測(cè)量電路的諧振頻率、幅頻特性和相頻特性實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）在諧振情況下，電流與電壓同相位，電路呈現(xiàn)電阻性；（2）電感的端電壓UL與電容的端電壓UC大小相等，相位相反，相互補(bǔ)償，外加電壓與電阻上的電壓相平衡，即UR=UI ;（3）電感或電容的端電壓可能大大超過(guò)外加電壓，產(chǎn)生過(guò)電壓。電容或電感的端電壓與外電壓之比為:Q=UL/U=XLI/RI=XL/R=WOL/R,式中Q值越大，曲線越尖銳；（4）電路的品質(zhì)因數(shù)Q值越大，電路的諧振的質(zhì)越高，帶寬越窄，幅頻特性曲線越尖