知識點3：正弦交流電的三種表示形式教學(xué)案例2：Multisim 10-正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量仿真實驗

1、職業(yè)教育電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫教 學(xué) 案 例課程名稱：電工電子技術(shù)項目名稱：交流電路知 識 點：正弦交流電的三種表示形式編 制 人：劉妍郵 箱：skyairllly電 話制時間：2015年4月編制單位：煙臺職業(yè)學(xué)院電工電子技術(shù)課程案例Multisim 10正弦穩(wěn)態(tài)交流電路仿真實驗1.課程案例基本信息課程案例名稱Multisim 10正弦穩(wěn)態(tài)交流電路仿真實驗課程案例編號02關(guān)鍵詞瞬時值表達式波形圖相量圖對應(yīng)知識點正弦交流電的三種表示形式一.實驗?zāi)康?.分析和驗證歐姆定律的相量形式和相量法。2.分析和驗證基爾霍夫定律的相量形式和相量法。二.實驗環(huán)境1.聯(lián)想微機，wi

2、ndowsXP，Microsoftoffice，2.電路仿真設(shè)計工具Multisim103、 實驗原理1.在線性電路中，當(dāng)電路的激勵源是正弦電流（或電壓）時，電路的響應(yīng)也是同頻的正弦向量，稱為正弦穩(wěn)態(tài)電路。正弦穩(wěn)態(tài)電路中的KCL和KVL適用于所有的瞬時值和向量形式。2.基爾霍夫電流定律（KCL）的向量模式為：具有相同頻率的正弦電流電路中的任一結(jié)點，流出該結(jié)點的全部支路電流向量的代數(shù)和等于零。3.基爾霍夫電壓定律（KVL）的向量模式為：具有相同頻率的正弦電流電路中的任一回路，沿該回路全部的支路電壓向量的代數(shù)和等于零。4、 實驗內(nèi)容與步驟1.歐姆定律相量形式仿真在Multisim10中，搭建如圖1

3、所示正弦穩(wěn)態(tài)交流實驗電路圖。打開仿真開關(guān)，用示波器經(jīng)行仿真測量，分別測量電阻R、電感L、電容C兩端的電壓幅值，并用電流表測出電路電流，記錄數(shù)據(jù)于下表圖1改變電路參數(shù)進行測試。電路元件R、L和C參數(shù)不變，使電源電壓有效值不變使其頻率分別為f25Hz和f1kHz參照仿真測試方法，對分別對參數(shù)改變后的電路進行相同內(nèi)容的仿真測試。將三次測試結(jié)果數(shù)據(jù)整理記錄，總結(jié)分析比較電路電源頻率參數(shù)變化后對電路特性影響，研究、分析和驗證歐姆定律相量形式和相量法。表1 歐姆定律向量形式數(shù)據(jù)VRm/VVLm/VVCm/VI/mA理論計算值13.590.434.339.61仿真值（f=50Hz）13.590.434.33

4、9.61理論計算值12.010.197.678.50仿真值（f=25Hz）12.010.197.678.50理論計算值12.050.197.578.53仿真值（f=1KHz）12.050.197.578.532.基爾霍夫電壓定律向量形式在Multisim10中建立如圖2所示仿真電路圖。打開仿真開關(guān)，用并接在各元件兩端的電壓表經(jīng)行仿真測量，分別測出電阻R、電感L、電容C兩端的電壓值。用竄連在電路中的電流表測出電路中流過的電流I，將測的數(shù)記錄在下表。圖2改變電路參數(shù)進行測試。電路元件R300、L50mH和C3300pF，使電源電壓參數(shù)不變，參照仿真測試方法，對參數(shù)改變后的電路進行相同內(nèi)容的仿真測試

5、。將兩次測試結(jié)果數(shù)據(jù)整理記錄，總結(jié)分析比較電路參數(shù)變化后對電路特性影響，研究、分析和驗證基爾霍夫電壓定律定律相量形式和相量法。表2 基爾霍夫電壓定律向量形式數(shù)據(jù)VR/VVL/VVC/VI/A理論計算值104.7710.3432.910.33仿真值104.7710.3432.910.333.基爾霍夫電流定律向量形式在Multisim10中建立如圖3所示仿真電路圖.打開仿真開關(guān)，用并接在各元件兩端的電流表經(jīng)行仿真測量，分別測出電阻R支路、電感L支路電容C支路中的電流值，及電源支路中流過的電流I，記錄數(shù)據(jù)于下表。圖3改變電路參數(shù)進行測試。電路元件R300、L50mH和C3300pF，使電源電壓參數(shù)不

6、變，參照仿真測試方法，對參數(shù)改變后的電路進行相同內(nèi)容的仿真測試。將兩次測試結(jié)果數(shù)據(jù)整理記錄，總結(jié)分析比較電路參數(shù)變化后對電路特性影響，研究、分析和驗證基爾霍夫電流定律相量形式和相量法。表3 基爾霍夫電流定律向量形式數(shù)據(jù)表IR/AIL/AIC/AI/A理論計算值1.03.180.313.04仿真值1.03.180.313.045、 實驗結(jié)果分析1.跟據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可知：在正弦交流電路中歐姆定律、KVL和KCL的向量形式是成立的。即在正弦交流電路中有：流入某節(jié)點的電流向量的代數(shù)和為零，任一回路，沿該回路全部的支路電壓向量的代數(shù)和等于零。另外U=IZ。2.誤差分析：a.實驗1中測量個電流元件的電壓時，在示波器的信號圖中拉動T1的線時，不準，造成讀數(shù)誤差大。b.理論值計算過程中數(shù)據(jù)精確度取的過小。4.由以上數(shù)據(jù)也可的出：正弦交流電路中，回路中全部電壓有效值的代數(shù)和并不一定零。流入某一節(jié)點的電流的有效值的代數(shù)和也不一定為零。3.實驗時，電路中的電壓表和電流表注意要用AC形式，否則測量出的數(shù)據(jù)是錯誤的。4.讀取數(shù)據(jù)時，要等數(shù)據(jù)穩(wěn)定時才開始讀。6、 實驗總結(jié)1.對實驗的分