電路分析基礎(chǔ)實驗報告

實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用workbench軟件，學(xué)習(xí)組建簡單直流電路并使用仿真丈量儀表丈量電壓、電流。解決方案1）基爾霍夫電流、電壓定理的考證。解決方案：自己設(shè)計一個電路，要求起碼包含兩個回路和兩個節(jié)點，丈量節(jié)點的電流代數(shù)和與回路電壓代數(shù)和，考證基爾霍夫電流和電壓定理并與理論計算值對比較。）電阻串并聯(lián)分壓和分流關(guān)系考證。解決方案：自己設(shè)計一個電路，要求包含三個以上的電阻，有串連電阻和并聯(lián)電阻，測量電阻上的電壓和電流，考證電阻串并聯(lián)分壓和分流關(guān)系，并與理論計算值對比較。實驗電路及測試數(shù)據(jù)理論計算依據(jù)KVL和KCL及電阻VCR列方程以下：Is=I1+I2,U1+U2=U3,U1=I1*R1,U2=I1*R2,U3=I2*R3解得，U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較由上能夠看出，實驗數(shù)據(jù)與理論計算沒有誤差，基爾霍夫定理正確；R1與R2串連，二者電流同樣，電壓和為二者的總電壓，即分壓不分流；R1R2與R3并聯(lián)，電壓同樣，電流切合分流規(guī)律。實驗心得第一次用軟件，很多東西都找不著，再看了指導(dǎo)書和同學(xué)們的議論后，終于達成了本次實驗。在實驗過程中，出現(xiàn)的一些操作上的一些小問題都賜予解決了。實驗二實驗?zāi)康慕?jīng)過實驗加深對疊加定理的理解；學(xué)習(xí)使用受控源；進一步學(xué)習(xí)使用仿真丈量儀表丈量電壓、電流等變量。解決方案自己設(shè)計一個電路，要求包含起碼兩個以上的獨立源（一個電壓源和一個電流源）和一個受控源，分別丈量每個獨立源獨自作用時的響應(yīng)，并丈量全部獨立源一同作用時的響應(yīng)，考證疊加定理。并與理論計算值比較。實驗電路及測試數(shù)據(jù)電壓源獨自作用：電流源獨自作用：共同作用：理論計算電壓源獨自作用時：-10+3Ix1+2Ix1=0,得Ix1=2A;電流源獨自作用時：,得Ix2=;二者共同作用時:,得Ix=.實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較由上得，與測得數(shù)據(jù)符合，Ix=Ix1+Ix2,疊加定理得證。實驗心得經(jīng)過本實驗考證并加深了對疊加定理的理解，同時學(xué)會了受控源的使用。實驗三實驗?zāi)康慕?jīng)過實驗加深對戴維南、諾頓定理的理解；學(xué)習(xí)使用受控源。解決方案自己設(shè)計一個有源二端網(wǎng)絡(luò)，要求起碼含有一個獨立源和一個受控源，經(jīng)過儀表丈量其開路電壓和短路電流，將其用戴維南或諾頓等效電路取代，并與理論計算值對比較。實驗過程應(yīng)包含四個電路：1）自己設(shè)計的有源二端網(wǎng)絡(luò)電路，接負載RL，丈量RL上的電流或電壓；2）有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓丈量電路；3）有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流丈量電路；3）原有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南（或諾頓）等效電路，接（1）中的負載RL，丈量RL上的電壓或電流。實驗電路及測試數(shù)據(jù)原電路：開路電壓丈量：短路電流丈量：戴維南等效電路：理論計算開路電壓：Uoc=10V,短路電流：Ioc=1/150=,輸出電阻：Ro=Uoc/Ioc=Ω.實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較由上可知，計算結(jié)果與丈量結(jié)果符合，且等效電路在負載上惹起的響應(yīng)與原電路同樣，考證了戴維南等效法的正確性。實驗心得經(jīng)過本實驗考證并加深了對戴維南、諾頓定理的理解。實驗四實驗?zāi)康慕?jīng)過實驗加深對理想運放的負反應(yīng)電路理解。解決方案自己設(shè)計一個理想運放負反應(yīng)電路，能夠是反向比率電路，正向比率電路，加法電路等，能夠設(shè)計一級或多級，丈量其輸出電壓值，并與理論計算值對比較。（注意運放輸入電壓必須是小信號，電壓值控制在1v以下。）實驗電路及測試數(shù)據(jù)反向比率器：理論計算由虛短和虛斷知，U0=0,I1=I2,即（U1-U0）/R1=(U0-U2)/R2,得U2=-U1*R2/R1。實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較依據(jù)理論計算，U2=-12V,與丈量結(jié)果一致，即本電路能夠作為反向比率器使用。實驗心得經(jīng)過本次實驗考證并加深了對理想運放的負反應(yīng)電路理解。實驗五實驗?zāi)康?）學(xué)習(xí)使用示波器。2）經(jīng)過模擬儀器測試RC電路的充放電特征,察看電容器充放電過程中電壓與電流的變化規(guī)律。實驗內(nèi)容與步驟1、RC電路的充放電特征測試1）在EWB的電路工作區(qū)按上圖圖連結(jié)?？砂醋约哼x擇的參數(shù)設(shè)置。2）選擇示波器的量程，按下啟動停止開關(guān)，經(jīng)過空格鍵使電路中的開關(guān)分別接通充電和放電回路，察看不一樣時間常數(shù)下RC電路的充放電規(guī)律。3）改變C數(shù)值計算其時間常數(shù)。繪出虛構(gòu)示波器顯示的輸出波形圖，也可自行設(shè)計實驗。使用EWB時注意選擇適合的仿真儀表量程。每次要經(jīng)過按下操作界面右上角的“啟動/停止開關(guān)”接通電源，或許暫停來察看波形。使用示波器時要注意選擇適合的時間和幅值來察看波形。實驗電路及測試數(shù)據(jù)1uF電容充電：1uF電容放電：電容充電：電容放電：電容擁有充放電功能，充放電時間與電路時間常數(shù)相關(guān)。理論計算當C1=時，時間常數(shù)τ=RC1=1ms,當C2=1uF時，τ=RC2=10ms；充電時電容電壓為零狀態(tài)響應(yīng)，Uc(t)=12*(1-)V,放電時電容電壓為零輸入響應(yīng)，Uc(t)=12*V。5.實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較比較計算結(jié)果和丈量數(shù)據(jù)可得，電容充放電的時長與電路時間常數(shù)相關(guān)（τ越大，充放電時間越長），且測得的響應(yīng)曲線與計算結(jié)果向來。實驗心得經(jīng)過本次實驗，學(xué)習(xí)了使用示波器。經(jīng)過模擬儀器測試RC電路的充放電特征,察看到了電容器充放電過程中電壓與電流的變化規(guī)律。實驗六實驗?zāi)康慕?jīng)過實驗加深對溝通電路中幅值、有效值、相位的理解；學(xué)習(xí)使用溝通信號源和仿真儀表丈量溝通電壓、電流，學(xué)習(xí)使用示波器。實驗電路及測試數(shù)據(jù)串連：并聯(lián)：電阻的u、i相位關(guān)系：電容的u、i相位關(guān)系：電感的u、i相位關(guān)系：理論計算串連：ω=2π?=,則Zr=R=5Ω,Zc=-j/(ωc)=Ω,Zl=jωL=Ω,,進而Ur=|s*Zr/(Zr+Zc+Zl)|=,Uc=|*Zc/(Zr+Zc+Zl)|=,Ul=|*Zl/(Zr+Zc+Zl)|=.并聯(lián)：=2π?=,則Zr=R=50Ω,Zc=-j/(ωc)=Ω,Zl=jωL=Ω,,于是Ir=|s*(Zc+Zl)/(Zr+Zc+Zl)|=,Ic=|s*(Zr+Zl)/(Zr+Zc+Zl)|=Il=|s*(Zc+Zr)/(Zr+Zc+Zl)|=電阻的u、i相位關(guān)系：依據(jù)電阻的電氣特征可知u與i同相，即相位差為零。電容的u、i相位關(guān)系：依據(jù)電容的電氣特征可知電流當先電壓。電感的u、i相位關(guān)系：依據(jù)電感的電氣特征可知電壓當先電流。實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較比較后可知實驗丈量數(shù)據(jù)與計算結(jié)果符合，串連電壓和并聯(lián)電流分別知足=+，=+的關(guān)系，即知足一種矢量關(guān)系。各元件上u、i的相位關(guān)系也已理論知識一致。實驗心得經(jīng)過本次實驗加深了對溝通電路中幅值、有效值、相位的理解；學(xué)會了使用溝通信號源和仿真儀表丈量溝通電壓、電流。實驗七實驗?zāi)康慕?jīng)過實驗加深對溝通電路中相量計算的理解。實驗電路及測試數(shù)據(jù)KVL考證：Uc落伍于Ur90度，Ul當先于Ur90度。KCL考證：Ir當先于I44度Il落伍I37度Ic當先I137度。3.理論計算KVL：ω=2π?=,故Zr=R=20Ω,Zc=-j/(ωc)=Ω,Zl=jωL=Ω，設(shè)電流相量為=I∠A,依據(jù)KVL有：=++,由VCR有=Zr*,=Zc*,=Zl*，=*（Zr+Zc+Zl）,解得：=∠A,=62∠V,=∠V,=∠V，KCL:ω=2π?=,故Zr=R=50Ω,Zc=-j/(ωc)=Ω,Zl=jωL=Ω，設(shè)電流相量=3∠A,依據(jù)KCL有=++,由VCR有，*Zr=*Zc=*Zl解得∠A,=∠( )A,=∠( )A。實驗數(shù)據(jù)與理論計算比較比較計算結(jié)果與丈量結(jié)果，二者一致，考證了溝通電路的KVL和KCL。實驗心得經(jīng)過本次實驗加深了對溝通電路中相量計算的理解。實驗八1.實驗?zāi)康慕?jīng)過實驗加深對三相溝通電路中相電流、

線電流、相電壓、線電壓的理解；

學(xué)習(xí)使用交流信號源和仿真儀表丈量溝通電壓、電流。2.解決方案自擬實驗電路，用溝通電壓表、電流表丈量