Multisim電路仿真實(shí)驗(yàn)

1、Multisim電路仿真實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜る娐贩抡孳浖﨧ultisim的功能，掌握使用Multisim進(jìn)行輸入電路、分析電路和儀表測(cè)試的方法。2、 使用軟件NI Multisim student V123、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 研究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響輸入如圖1所示的電路圖，在setting 中改變電壓表的內(nèi)阻，使其分別為200kW、5kW等，觀察其讀數(shù)的變化，研究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。并分析說(shuō)明仿真結(jié)果。圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果：【200kW】 圖2【5kW】圖3分析：1 根據(jù)圖1電路分析，如果不考慮電壓表內(nèi)阻的影響，U10=R2V1/(R1+R2)=5V；2 根據(jù)圖2，電壓表內(nèi)阻為200kW

2、時(shí)，電壓表示數(shù)U10=4.878V，相對(duì)誤差|4.878-5|*100%/5=2.44%3 根據(jù)圖3，電壓表內(nèi)阻為5kW時(shí)，電壓表示數(shù)U10=2.5V，相對(duì)誤差|2.5-5|*100%/5=50%可以看出，電壓表內(nèi)阻對(duì)于測(cè)量結(jié)果有影響，分析原因，可知電壓表具有分流作用，與R2并聯(lián)后，R2=1/（1/R1+1/RV）<R2，U10=R2V1/(R1+R2)=V1/(R1/R2+1)<U10；因而，電壓表內(nèi)阻使得測(cè)量結(jié)果偏小，并且電壓表內(nèi)阻越小，誤差越大；電壓表內(nèi)阻越大，誤差越??；當(dāng)RV>>R2時(shí)，U10U102. RLC串聯(lián)諧振研究輸入如圖4的電路，調(diào)節(jié)信號(hào)源頻率，使之低

3、于、等于、高于諧振頻率時(shí)，用示波器觀察波形的相位關(guān)系，并測(cè)量諧振時(shí)的電流值。用波特圖儀繪制幅頻特性曲線和相頻特性曲線，并使用光標(biāo)測(cè)量諧振頻率、帶寬（測(cè)量光標(biāo)初始位置在最左側(cè)，可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)。將鼠標(biāo)對(duì)準(zhǔn)光標(biāo)，單擊右鍵可以調(diào)出其彈出式菜單指令，利用這些指令可以將鼠標(biāo)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)需要的座標(biāo)位置）。圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果：【等于：f=159.155Hz】 圖5：波形圖6：諧振時(shí)的電流圖7：幅頻特性曲線圖8.1：測(cè)量帶寬圖8.2：測(cè)量帶寬圖9：相頻特性曲線【小于：f=150Hz】圖10：波形【大于：f=200Hz】圖11：波形分析：a. 根據(jù)圖5波形，當(dāng)信號(hào)源頻率等于諧振頻率f0=159.155Hz時(shí)，其中f0=1/

4、（2LC），相位相同，諧振時(shí)的電流為99.946mA；根據(jù)圖8.1及8.2，可求得帶寬f=（175.952-143.98）Hz=31.972Hzb. 根據(jù)圖10波形，當(dāng)信號(hào)源頻率小于諧振頻率，f=150Hz時(shí)，可以觀察到UR的相位超前U，分析原因知，由于XL=2fL,XC=1/(2fC)，f<f0時(shí)，XL<XC，XL-XC<0,又易知UR的相位超前U。c. 根據(jù)圖11波形，當(dāng)信號(hào)源頻率大于諧振頻率，f=200Hz時(shí)，可以觀察到UR的相位落后于U，分析原因知，由于XL=2fL,XC=1/(2fC)，f>f0時(shí)，XL>XC，XL-XC>0,又易知UR的相位落后于

5、U。3. RC電路過(guò)渡過(guò)程的研究利用示波器測(cè)量過(guò)渡過(guò)程。輸入如圖12的電路，啟動(dòng)后按動(dòng)空格鍵來(lái)?yè)軇?dòng)開(kāi)關(guān)，用示波器觀測(cè)電容電壓的過(guò)渡過(guò)程曲線，并使用光標(biāo)測(cè)量時(shí)間常數(shù)t。注意，測(cè)量時(shí)使用了外觸發(fā)，示波器的觸發(fā)模式選擇為single，適當(dāng)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平（1mV），可以觀察到電容的一次充電波形，測(cè)量時(shí)拖動(dòng)光標(biāo)定位，在示波器上測(cè)量時(shí)間常數(shù)（兩個(gè)光標(biāo)的時(shí)間差）。圖12：過(guò)渡過(guò)程時(shí)間常數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果：【充電】圖13.1：充電波形時(shí)間常數(shù)的測(cè)量圖13.2：充電時(shí)間常數(shù)的測(cè)量【放電】圖13.3：放電波形時(shí)間常數(shù)的測(cè)量圖13.4：放電時(shí)間常數(shù)的測(cè)量分析：1 根據(jù)圖13.1、13.2波形，可觀察到充電波形，測(cè)得時(shí)間

6、常數(shù)t=1.218ms；理論值t=R1C1=1ms，相對(duì)誤差為|1-1.218|*100%/1=21.8%2 根據(jù)圖13.3、13.4波形，可觀察到放電波形，測(cè)得時(shí)間常數(shù)t=0.249ms；理論值t=R2C1=0.2ms，相對(duì)誤差為|0.2-0.249|*100%/1=4.9%4. 用瓦特計(jì)測(cè)量功率電路如圖14所示，燈泡的功率設(shè)為100W，使用瓦特計(jì)測(cè)量電路的功率。并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算此電路的功率因數(shù)（電壓可以用萬(wàn)用表或動(dòng)態(tài)測(cè)試筆測(cè)量），與瓦特計(jì)上讀出的功率因數(shù)比較。（虛擬燈泡在“顯示”組里）圖14：使用瓦特計(jì)測(cè)量功率實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖15分析：根據(jù)圖15，電路功率為90.471W，功率因數(shù)為0.95

7、116，燈泡兩端電壓為U=209.255V；對(duì)于燈泡：R=U2額/P額=484W，則電路有功功率P=U2/R=209.2552/484=90.470，則功率因數(shù)為90.470/90.471=0.999985. 用相序指示器判斷三相電源的相序如圖16（a）是星形連接的三相電源，將其參數(shù)設(shè)置成：相電壓220V、頻率50Hz，假設(shè)中間的相線是A相，自己設(shè)計(jì)相序指示器判斷其他兩相的相序。提供的元件如圖16（b）所示，包括1F的電容、兩個(gè)380V/60W的燈泡。并請(qǐng)用四通道示波器觀察三相電源的波形，驗(yàn)證相序指示器的測(cè)試結(jié)果（由于所使用的電壓高，實(shí)際測(cè)量時(shí)請(qǐng)不要）。圖16實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖17.1分析：根據(jù)圖17，燈泡X2亮而燈泡X1未亮，判斷知紫色導(dǎo)線是B相；其原理為（由于在電腦上不方便書(shū)寫(xiě)過(guò)程，故在網(wǎng)上查找了相似的解答過(guò)程）：經(jīng)過(guò)四通道示波器觀察可以發(fā)現(xiàn)，判斷結(jié)果是正確的，示波器波形見(jiàn)下圖17.2圖17.24、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握了Multisim這一軟件的使用方法，可以看出該方法有諸多優(yōu)點(diǎn)：比如可以完成實(shí)際中比較危險(xiǎn)的任務(wù)，如實(shí)驗(yàn)5；可以快捷高效的觀察電路的各種特性，如實(shí)