電路輔助設(shè)計(jì)上

1、實(shí)驗(yàn)一：功率的測定以及仿真1. 仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 驗(yàn)證各電阻的功率和電壓源的功率，并且驗(yàn)證整個電路輸出功率和吸收功率相等，即整個電路功率守恒；（2） 、學(xué)習(xí)利用仿真儀表分析檢驗(yàn)各電阻功率和對電壓表電流表的運(yùn)用。2. 實(shí)驗(yàn)原理及說明A. 本次實(shí)驗(yàn)的電路圖以及連接方式如圖1.1所示：利用環(huán)路電流法可列出方程B. 圖1.1C電路連接好之后，按照電流表和電壓表的示數(shù)，根據(jù)可以算出電壓源的功率，再根據(jù)連接在各電阻上的功率表，讀出各電阻的功率，根據(jù)可以算出電路吸收的功率；根據(jù)可以算出電路釋放的功率。.若，則說明整個電路吸收與釋放的功率相等。3. 仿真實(shí)驗(yàn)的步驟與內(nèi)容按照原理圖1.1所示，連接電路，如下圖

2、1.2所示讀數(shù)，如下圖1.3所示我們可以得到：U=36.0V,I=9.0A,又由計(jì)算出實(shí)驗(yàn)一致。;=162+18+108+36=324W由上可得，所以整個電路是功率守恒的圖1.2 圖1.34. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)A. 要注意功率表的連接方法，即電流部分是串聯(lián)在要測量的元件之中的，電壓部分是并聯(lián)在要測量的元件上的；B. 注意功率表和電流、電壓表的正負(fù)極，反接的話，會造成示數(shù)為正確值的負(fù)值；C. 整個電路至少有一點(diǎn)是要接地的。5. 仿真實(shí)驗(yàn)報告總結(jié)A. 在此次試驗(yàn)中，我采用了電阻的串并聯(lián)以及串聯(lián)共同存在的混連電路。通過對B. 功率表的讀數(shù)我們可以知道，在同一條支路的串聯(lián)電路中，電阻的功率與電阻的阻值成正

3、比，即阻值越大功率越大。并聯(lián)在同一條支路上的電阻，每條支路的總功率與此條支路上的總電阻成反比，即總電阻越大，功率就越小。C. 在此次試驗(yàn)中，主要出現(xiàn)的問題就是功率表的連接問題，很多時候功率表的讀數(shù)與理論測量值不相符合。通過反復(fù)檢查和改接發(fā)現(xiàn)，主要問題出在功率表的串聯(lián)與并聯(lián)上，沒能夠正確的連接與理解電流表串聯(lián)、電壓表并聯(lián)的含義。實(shí)驗(yàn)二：電路的疊加定理以及仿真1. 仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁. 知道疊加定理的原理B. 通過仿真觀察疊加電路的電壓以及電流大小C. 驗(yàn)證疊加定理的正確性2.實(shí)驗(yàn)原理與說明 在由幾個獨(dú)立電源作用的線性電路中，任一支路的電壓(或電流）等于各獨(dú)立電源單獨(dú)作用而其他獨(dú)立電源為零（即其他獨(dú)立

4、電壓源短路，獨(dú)立電流源開路）時，在該支路產(chǎn)生的電壓（或電流）的代數(shù)和。3.仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 此次實(shí)驗(yàn)只要測的是圖2.1中電流源的電壓既Uao的大小。（1）.按照圖2.1所示，連接電路，在檢查電路連接正確之后，如圖2.2所示，開始仿真運(yùn)行電路，并把所需的電壓電流讀出來，示數(shù)以及結(jié)果如圖2.3所示。 圖2.1圖2.2（2).按照疊加原理的方法，把電壓源單獨(dú)作用時候的電路畫出來如圖2.4所示，然后按照電路原理圖連接仿真電路，在檢查連接正確的時候，開始運(yùn)行仿真電路，示數(shù)及連接圖如圖2.5。圖2.3圖2.4（3）.按照疊加原理的方法，把電流源單獨(dú)作用時的電路圖畫出來如圖2.6，再按照電路原理圖，連接仿

5、真電路，在檢查連接正確的時候，開始運(yùn)行仿真電路，示數(shù)及連接圖如圖2.5。圖2.5 由電路的仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)電流與電壓源共同作用時，Uao=7.2V，當(dāng)只有電壓源作用時，Uao1=6，當(dāng)只有電壓源作用時，Uao2=1.2V。因?yàn)閁ao=Uao1+Uao2=6+1.2.我們可以看出ao兩端電壓等于兩電源單獨(dú)作用是電壓疊加，既疊加定理得到驗(yàn)證 。 4.仿真實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)A. 疊加定理僅適用于線性電路求電壓與電流，不適用于非線性電路；B. 疊加時，要注意電壓（或電流）的參考方向，若電壓（或電流）各分量的參考方向與原電路電壓（或電流）的參考方向一致取正號，相反時取負(fù)號；C. 由于功率不是電壓與電流的一

6、次函數(shù)，故不能直接用疊加定理計(jì)算功率；D. 也可將獨(dú)立源分成幾組，按組計(jì)算電壓（或電流）分量后再疊加；E. 某個（組）獨(dú)立作用，同時意味著其他獨(dú)立源不作用，不作用的電壓源短路，不作用的電流源開路。受控源應(yīng)始終保留在各分路中。5. 仿真實(shí)驗(yàn)報告總結(jié) 通過這個實(shí)驗(yàn)，我形象生動的了解到了疊加原理的實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)。在此次試驗(yàn)中，主要注意的是電流表與電壓表的連接要注意電流流動的方向，否則測出來的值將是正確值的相反數(shù)。實(shí)驗(yàn)三：含有受控源的電路輔助分析以及仿真1. 仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁. 通過這次實(shí)驗(yàn)知道受控源作用原理；B. 通過改變輸入部分的電壓值，觀察受控電壓源的電壓大小。2. 實(shí)驗(yàn)原理與說明 受控源是一種電路模

7、型，實(shí)際存在的一種器件，如晶體管、運(yùn)算放大器、變壓器等等，它們的特性可用受控源的電路模型來模擬，晶體管的集電極電流受基極電流控制，運(yùn)算放大器的輸出電壓受輸入電壓的控制，類似器件的電路模型中要用到受控源。 受控源的電壓、電流受其他支路的電壓、電流控制，由于這種電源是在受控狀態(tài)下工作的，因此稱受控源為非獨(dú)立源。根據(jù)受控的是電壓源或電流源，受控量是電壓還是電流，受控源可分為以下四類：A. 電壓控制電壓源B. 電壓控制電流源C. 電流控制電壓源D. 電流控制電流源為與獨(dú)立電源相區(qū)別，用菱形符號表示其電源部分。3. 仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（1） .按照如下圖3.1所示，連接仿真電路，如圖3.2所示；圖3.1

8、圖3.2（2） 連接好電路后打開開關(guān)，運(yùn)行電路，可以看到（3） 調(diào)節(jié)可變電阻即R1的阻值(其中R1最大為10)，第一次為50%（即為5），得到相對應(yīng)的輸入電壓以及受控電壓源的電壓，如圖3.3所示；圖3.3列出回路電流方程可解出解得（4） 調(diào)節(jié)可變電阻阻值，第二次為100%（即為10），得到另一組相對應(yīng)的輸入電壓以及受控源的電壓，如圖3.4所示；（5） 有回路電流法可列出方程;圖3.4（6） 當(dāng)電阻為50%（即為5）時，輸入電壓為-5V輸入電流為1.5A，當(dāng)電阻為100%時（即為10）時，輸入電壓為-3.33V輸入電流為1A，所以我們可以看出，受控電壓源的電壓大小是與輸入電流的大小成正比，受控電

9、流源的電壓大小是與輸入電流的大小成正比，并切受控電流源為輸入電壓的10倍受控電流源為輸入電壓源的0.1倍，經(jīng)過計(jì)算可得這些測量值都與計(jì)算值完全吻合，滿足此種情況下受控電壓源與輸入電壓之間的關(guān)系。4. 仿真實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)A. 我們要選定一個參量為變量，我們才能更直接的觀察受控源與輸入電壓之間的關(guān)系；B. 電路中必須要有一個地方接地；C. 記得最好把受控源受輸入電壓控制的參量改為非1:1的關(guān)系，否則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯5. 仿真實(shí)驗(yàn)報告總結(jié) 通過這次試驗(yàn)，我形象生動的的觀察到了受控源受輸入電壓之間的受控關(guān)系。在此次試驗(yàn)中，出現(xiàn)的問題就是，忘了把電路接地，以及把電阻選擇為可變狀態(tài)也很重要。在列KCL的時

10、候，注意選擇的參考方向上的電壓源的取值正負(fù)，以及減去受另一條電路的電流影響的電阻的取值。實(shí)驗(yàn)四、研究RLC串并聯(lián)諧振電路以及仿真1仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）認(rèn)識串并聯(lián)諧振電路，驗(yàn)證RLC并聯(lián)諧振條件及其特點(diǎn)。（2）學(xué)習(xí)使用仿真軟件對RLC并聯(lián)諧振電路模擬。2實(shí)驗(yàn)原理與說明RLC并聯(lián)諧振電路如下圖4.1所示其中W=100；因?yàn)?圖4.1當(dāng)電路發(fā)生諧振時，或。3電路課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟（1）電路諧振條件驗(yàn)證方法：利用電流表測量電感元件和電容元件的各自的電流值，若二者的電流值相等，則電路發(fā)生并聯(lián)諧振。串聯(lián)時利用電壓表測量電感元件和電容元件的各自的電壓測量電感元件和電容元件的各自的電壓值，若二者的電壓值相等，則

11、電路發(fā)生串聯(lián)諧振。（2）RLC并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)：A.諧振時，電路為電阻性，導(dǎo)納最小。 B.諧振時，電阻中的電流達(dá)到最大，且與外施電流相等。 C.振時，電感電流和電容電流大小相等，方向相反。 D.此時外施電流Is的電壓最大，且與外施電流同向。（3）RLC串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)：A.諧振時，電路為電阻性，阻抗最小。 B.諧振時，電阻中的電壓達(dá)到最大，且與外施電壓相等。 C.諧振時，電感電流和電容電壓大小相等，方向相反。 D.此時外施電壓Us的電壓最大，且與外施電壓同向。（4）按照原理圖4.1所示，我們設(shè)計(jì)一個諧振電路如下圖4.2所示。由公式或可以知道，若發(fā)生并聯(lián)諧振，。由于 （5）我通過改變電流源的

12、頻率，我們可以觀察在不同頻率下的各元件的電流值大小以及電流源兩邊的電壓值大小。1 當(dāng)電流源頻率為10.9236Hz時，各表示數(shù)如下圖4.2 圖4.22 當(dāng)電流源頻率為20.9236Hz時，各表示數(shù)如下圖4.3 3 當(dāng)電流源頻率為15,9236Hz時的各表示數(shù)如下圖4.4所圖4.4 通過上圖4.4的結(jié)果我們可以看出，在并聯(lián)諧振時，流經(jīng)電容與電感的電流大小相等方向相反；在串聯(lián)諧振時，電容與電感的電壓大小相等方向相反；通過圖4.3、圖4.4與圖4.2的對比我們可以看出，只有在諧振的時候，電阻兩邊的電壓最大，并且電壓方向與電流源的方向相同，此時，流經(jīng)電容元件、電感元件、電阻元件的電流也是最大的。4.實(shí)

13、驗(yàn)注意事項(xiàng) （1）注意電壓表和電流表是否已經(jīng)調(diào)整為交流模式； （2）注意該電路要進(jìn)行接地處理；（3）注意電路的電感元件及電容元件的參數(shù)，這將直接影響電流源的頻率選擇。5.電路課程設(shè)計(jì)總結(jié)（1）在這個仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，使用了C=0.001F的電容和100mH的電感，以及R=10的純電阻，先使它們串聯(lián)后并聯(lián)，并在1A（最大值），頻率為15.9236Hz的電流源作用下發(fā)生并聯(lián)諧振。并聯(lián)諧振可由電感和電容的電流值相等可以看出來。在此情況下算出W=100Hz，所以驗(yàn)證了諧振條件。（2）在做這個實(shí)驗(yàn)的時候，對的的取值就算了幾遍，說明做實(shí)驗(yàn)需要細(xì)心才行。并且開始時還是沒有把電壓與電流表改為測量交流的狀態(tài)，這個

14、值得注意。（3）這個實(shí)驗(yàn)花了我好久的時間,電壓表示數(shù)一直不穩(wěn)定,后來通過請教同學(xué)才知道原來我用的不是交流.這提示我做事不要想當(dāng)然,不能看到類似的東西就直接用,要靈活變通.（4）此外做實(shí)驗(yàn)是由于沒弄明白最大值和有效值所以一直認(rèn)為自己做錯了。后來經(jīng)過向老師請教才明白。這提示我做事要多聽多問。實(shí)驗(yàn)五、研究對稱三相電路的各量之間的關(guān)系以及仿真一、仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解對稱三相電路的特點(diǎn)。 2、了解Y- 連接的對稱三相電路的線電壓與相電壓大小之間的關(guān)系3、探究Y- 連接的對稱三相電路中的各相電壓之間的相位差。4、推廣聯(lián)想理解其余連接的對稱三相電路的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理與說明由三相電源供電的電路，稱為三相電

15、路。三相電源、三相負(fù)載、線路阻抗均對稱的三相電路稱為對稱三相電路。對稱三相電源就是頻率相同、有效值相同、相位彼此相差120°的3個正弦電壓源，而對稱三相負(fù)載就是電路的每一相的復(fù)阻抗都相等的。其中，三相電路最常見最簡單的就是Y-Y連接的對稱三相電路。其基本原理圖如下圖4.1所示其中列出回路電流方程-圖4.1三、仿真內(nèi)容與步驟 A.按照試驗(yàn)原理圖，設(shè)計(jì)仿真圖如下圖圖4.2B.在檢查電路連接正確之后，開始運(yùn)行仿真電路。各示數(shù)如下圖圖4.3所示 -由回路電流法可解出。 圖4.3其中，示波器波圖以及示數(shù)如圖4.4和圖4.5所示圖4.4圖4.5通過上述實(shí)驗(yàn)步驟后，在各個電壓表和電流表上都有相對應(yīng)

16、的示數(shù)。從測每一線電路電表的讀數(shù)分別是380.952V和380.930V，而理論計(jì)算表明。所以Y- 連接的對稱三相電路等效為Y-Y電路后可得阻抗為,有實(shí)驗(yàn)結(jié)果知道在誤差允許范圍內(nèi)相電流相等，且。，又可以得知，。然后，通過示波器的圖形顯示，我們從圖4.4可以看出，T1-T2=6.716ms，即A項(xiàng)電源與C項(xiàng)電源的時間差為6.716ms，而由圖4.5和對稱三相電源的性質(zhì)我們可以知道，這兩個項(xiàng)電源的周期是一樣的，并且他們的周期是T2-T1=9.888*2=19.776ms，所以，我們可以算到這兩個項(xiàng)電源的相位差為6.716/19.776*360=122.2度。在誤差允許范圍之內(nèi)，我們可以計(jì)算出并驗(yàn)證

17、了該電路A相電源和C相電源的相位差為120°，因此可以推廣，Y- 連接的對稱三相電路各相電源的相位差為120°。此外通過功率表讀數(shù)我驗(yàn)證測得功率因數(shù)COS=0.6,功率為1.452KW滿足功率守恒,即只有電阻消耗功率.四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) （1）注意改變?nèi)嚯娫锤飨嗟慕嵌取?（2）注意電壓表和電流表要用交流表。（3）觀察示波器時注意找出一個合適的時間段，使得觀察起來更為方便。（4）注意一定要將示波器一端接地。五、仿真實(shí)驗(yàn)報告總結(jié) (1) 通過本次實(shí)驗(yàn)我更為深刻地理解了三相電路的各種方面的特征，起初使用示波器時總是出來不了波形，后來發(fā)現(xiàn)了，是由于我自己本身將示波器的接線接錯了，導(dǎo)

18、致了圖形的錯誤。而且在試驗(yàn)之中，由于沒有注意到把電流表和電壓表選擇為交流狀態(tài)，所以示數(shù)一直在變化。在改變電壓表和電流表為交流狀態(tài)之后，示數(shù)就正常穩(wěn)定了。(2)還有就是剛開始做實(shí)驗(yàn)時由于沒有將三項(xiàng)電路的電壓角度設(shè)置所以一直運(yùn)行不了,后來經(jīng)過我仔細(xì)檢查改正錯誤才繼續(xù)了實(shí)驗(yàn),六運(yùn)算放大器仿真設(shè)計(jì)1、電路課程設(shè)計(jì)目的（1）驗(yàn)證公式；（2）學(xué)習(xí)使用multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬。2、仿真電路設(shè)計(jì)原理本次設(shè)計(jì)的電路如圖6-1所示圖6-1理論分析與計(jì)算：因,對結(jié)點(diǎn)a,b列KCL方程為又聯(lián)立求解得 當(dāng)000 R3 =1000 1000 R5= 1000 圖6-2 圖6-3 所以可得Uo=4V所步驟：（1

19、）創(chuàng)建電路，如圖2所示，將電壓表并接入電路。（2）電壓表測量，單擊運(yùn)行按鈕后，雙擊電壓表，得到電壓值。如圖3所示。（3）結(jié)果分析：成立。4、電路課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)（1） 使用multisim時注意選擇適當(dāng)?shù)姆抡鎯x表；（2） 注意仿真儀表的接線是否正確；（3） 每次要通過按下操作界面右上角的“啟動/停止開關(guān)”接通電源；（4） 需要接地。5、電路課程設(shè)計(jì)總結(jié)對所設(shè)計(jì)的電路在仿真過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行以下總結(jié)：（1）此次做的實(shí)驗(yàn)存在一定的誤差，這是因?yàn)殡妷涸础㈦妷罕矶加袃?nèi)阻存在，會對測量產(chǎn)生一定的影響。（2）電路圖沒有接地，無法操作，進(jìn)行測量。使電路接地，再進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)七、研究基爾霍夫電流電壓定律以及

20、仿真1、仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）驗(yàn)證基爾霍夫電流電壓定律的正確性。 （2）了解熟悉KCL、KVL在電路中的應(yīng)用環(huán)境和使用方法。 （3）學(xué)習(xí)使用仿真軟件進(jìn)行電路模擬。2、 實(shí)驗(yàn)原理與說明。 KCL定理指出，在集中電路中，任何時刻，對任何節(jié)點(diǎn)，所有支路電流的代數(shù)和恒等于零即；KVL指出，在集中電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和為零，即。根據(jù)KCL和KVL的含義，我們設(shè)計(jì)驗(yàn)證原理圖如下圖7.1所示。 圖7.1在此次試驗(yàn)中令U1=100V,u2=40V,R1=40,R2=60,R3=30.，其仿真電路圖如下圖圖6.2所示：圖7.2 由圖6.2可知，若該電路滿足基爾霍夫電流定律，即KCL,則：

21、若該電路滿足基爾霍夫電壓定律，即KVL,則:再由歐姆定律， 。結(jié)合式KCL和KVL的式子我們可以解出：U1=48.88,U2=51.11,U3=51.111。3. 仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 在檢查仿真電路的連接正確之后，開始運(yùn)行仿真電路，其運(yùn)行結(jié)果如下圖圖6.3所示圖7.3 通過觀察仿真電路的結(jié)果，如上圖7.3中各電流表電壓表的讀數(shù)，并計(jì)算是否滿足KCL、KVL，核對與計(jì)算結(jié)果是否符合。通過與計(jì)算結(jié)果的對比，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果完全一致，即滿足KCL和KVL定理。4.該課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)（1）電路連接時應(yīng)注意必須接地。（2）設(shè)計(jì)中應(yīng)注意選擇的電表是否正確，各表接線是否正確。（3）注意電流表和電壓表所

22、連接的方向，這樣，才能保證計(jì)算式不會出現(xiàn)正負(fù)相反的情況，影響計(jì)算結(jié)果。5. 仿真實(shí)驗(yàn)總結(jié)報告 通過這個仿真電路，是我明確生動的知道了KCL與KVL的特點(diǎn)，即：在電路中，任何時刻，對任何結(jié)點(diǎn)，所有支路電流的代數(shù)和恒等于零：在電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零。 試驗(yàn)中主要出現(xiàn)的問題就是沒有考慮好電流表和電壓表的連接方向問題，使最初的仿真結(jié)果與結(jié)算結(jié)果合不上。通過反復(fù)檢查，看出了問題，并得到了改正。報告八 非正弦周期電路分析一實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁、 測量非正弦周期性電路中一元件的電壓電流功率B、 觀察非正弦周期性電路中某元件的電壓電流的示波圖像C、 熟悉掌握非正弦電流電路電壓有效值的計(jì)算二、實(shí)驗(yàn)原理對非正弦周期性電流電路的計(jì)算，