電路分析基礎實驗報告.doc

1、.電路分析基礎課程實驗報告精選文檔.院系專業(yè)：信系科學與技術軟件工程年級班級： 2011 級軟件五班（ 1105）姓名：涂明哲學號： 20112601524本課程實驗全部采用workbench 作為試驗仿真工具。實驗一 基爾霍夫定理與電阻串并聯(lián)實驗目的：學習使用workbench 軟件，學習組建簡單直流電路并使用仿真測量儀表測量電壓、電流。1、基爾霍夫電流、電壓定理的驗證。精選文檔.解決方案：自己設計一個電路，要求至少包括兩個回路和兩個節(jié)點，測量節(jié)點的電流代數(shù)和與回路電壓代數(shù)和，驗證基爾霍夫電流和電壓定理并與理論計算值相比較。實驗原理圖：與理論計算數(shù)據(jù)比較分析：i3 = i1 + i2;u1

2、+ u2 + u7 + u6 = 0;u4 + u3 +u7 + u5 = 0;u1 + u2 + u3 + u4 + u5 + u6 = 0;2、電阻串并聯(lián)分壓和分流關系驗證。解決方案：自己設計一個電路，要求包括三個以上的電阻，有串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻， 測量電阻上的電壓和電流， 驗證電阻串并聯(lián)分壓和分流關系，并與理論計算值相比較。實驗原理圖：精選文檔.與理論計算數(shù)據(jù)比較分析：200 + 100 =300;(100+200)/600 = 200;i1 = 15/(200+200+100) = 30mAi2 = i1*(600/900) = 10mAi3 = i1*(300/900) = 20mA

3、u1 = u3*(200/300) = 4vu2 = u3*(100/300) = 2v實驗心得：1. 使用大電阻可以減小誤差2. 工具不能熟練的使用 而且有亂碼。實驗二疊加定理實驗目的：通過實驗加深對疊加定理的理解；學習使用受控源,進精選文檔.一步學習使用仿真測量儀表測量電壓、電流等變量。解決方案： 自己設計一個電路， 要求包括至少兩個以上的獨立源（一個電壓源和一個電流源）和一個受控源， 分別測量每個獨立源單獨作用時的響應， 并測量所有獨立源一起作用時的響應，驗證疊加定理。并與理論計算值比較。實驗原理圖 :電壓源單獨作用電流源單獨作用精選文檔.電壓源和電流源共同作用與理論計算數(shù)據(jù)比較分析：電

4、壓源單獨作用時 :i = 12/(1+3) = 3Au2 = i * R = 9V電流源單獨作用時 :i1 = 6*(1/4)= 1.5Au1 = i1*R = 1.5*3 = 6v所以 u = u1 + u2 = 15V共同作用時：12v - u -2*i -1*i = 0;i1 = i + 6;u = i1*3;解得u = 13v實驗心得：1. 受控源的連接方式2. 疊加定理中，電壓源看做是短路，電流源看作是短路精選文檔.實驗三等效電源定理實驗目的：通過實驗加深對戴維南、諾頓定理的理解；學習使用受控源。解決方案：自己設計一個有源二端網絡， 要求至少含有一個獨立源和一個受控源，通過儀表測量其

5、開路電壓和短路電流， 將其用戴維南或諾頓等效電路代替，并與理論計算值相比較。實驗過程應包括四個電路：1）自己設計的有源二端網絡電路，接負載 RL，測量 RL 上的電流或電壓；2）有源二端網絡開路電壓測量電路；3）有源二端網絡短路電流測量電路；4）原有源二端網絡的戴維南（或諾頓）等效電路，接（ 1）中的負載 RL ，測量 RL 上的電壓或電流。實驗報告中須有理論計算過程。實驗原理圖：精選文檔.有源二端網絡電路，接負載RL，測量 RL 上的電流或電壓有源二端網絡開路電壓測量電路精選文檔.有源二端網絡開路電壓測量電路戴維南等效電路測電壓電流與理論計算數(shù)據(jù)比較分析：1.計算戴維南等效電路端口電壓、短路

6、電流，如圖一，用疊加定理：100V 電壓源單獨作用時 :節(jié)點 A 列 KCL:i1+i2=i3且 i1=(100-u1)/4, i2=(100-u1+u1)/8, i3=u1/4;解得： u1 = 74V，Uoc = 100-（100-u1）+ 4*i2 = 125V20V 電壓源單獨作用時 :節(jié)點 A 列 KCL:i1+i2=i3且 i1=(20+u1)/4,i2=u1/4,i3=(u1-20-u1)/8,解得： u1 = -15V，Uoc = 200+u1+4*i3 = -5V.所以，開路電壓Uoc = 125+（-5）= 120V;短路電流： (u1-u)/4+(u/2)=0 u=3*u

7、1i = 2*(u-u1)/4 = u/3 = 40A;精選文檔.等效電阻： R = Uoc/i = 3 .2.等效后負載上的電壓電流：i = 120/(3+10) = 9.23A,u = Ri = 9.23*10 = 92.3V.實驗心得：1. 負載選擇較小的時候，測電壓電壓表外接，可以減小誤差2. 計算輸入電阻時，要把所有獨立源置零實驗 4一階 RC 電路特性的EWB 仿真一、實驗目的（1）學習使用示波器。（2）通過模擬儀器測試RC 電路的充放電特性 , 觀察電容器充放電過程中電壓與電流的變化規(guī)律。二、實驗原理RC 電路充放電如實驗圖所示。實驗圖RC 電路充放電精選文檔.電容具有充放電功能

8、，充放電時間與電路時間常數(shù)RC 有關。三、實驗內容與步驟1、RC 電路的充放電特性測試（1）在 EWB 的電路工作區(qū)按上圖圖連接?？砂醋约哼x擇的參數(shù)設置。（2）選擇示波器的量程，按下啟動 停止開關，通過空格鍵使電路中的開關分別接通充電和放電回路，觀察不同時間常數(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)。繪出虛擬示波器顯示的輸出波形圖，也可自行設計實驗。使用 EWB 時注意選擇適當?shù)姆抡鎯x表量程。每次要通過按下操作界面右上角的“啟動 / 停止開關”接通電源，或者暫停來觀察波形。使用示波器時要注意選擇合適的時間和幅值來觀察波形。四、總結與討論1、你設計的 RC 電路中電阻、

9、電容的參數(shù)是多少？如果觀察RC充放電電路，你所選擇示波器的單位格時間和幅值各為多少？當 R = 10k，C = 100uF，= RC = 1000 1/s單位格時間： 0.50s 幅值： 10精選文檔. .當 R = 5k，C = 50uF，= RC = 250 1/s單位格時間： 0.50s 幅值： 102、對 RC 電路波形進行理論分析。拿圖一為例，當= RC = 1000 1/s 時，圖像為 e 的-t/ 次方，圖像應該為指數(shù)函數(shù)。實際和次在誤差允許范圍之內可認為相符。實驗五交流電路實驗目的：通過實驗加深對交流電路中幅值、有效值、相位的理解；學習使用交流信號源和仿真儀表測量交流電壓、 電

10、流，學習使用示波器。精選文檔.實驗（ 1）：電路如下圖所示，改變 RLC 的數(shù)值，用電壓表測量各元件上的電壓，電源電壓和各元件上電壓值滿足什么關系？實驗結果：電壓關系：U=U1+U2+U3（ 2）改變 RLC 的數(shù)值，用電流表測量各元件上的電流，電源電流和各元件上電流值滿足什么關系？實驗結果：電流關系：精選文檔.（3）用示波器測量電阻R 的電壓、電流相位差。(提示：此圖示波器A 通道測量的是電源兩端電壓，B 通道測量的是 10ohm 兩端電壓， B 通道測量值除以 10 即為回路電流。而兩個電阻數(shù)值相差較大， A 通道可近似看成測量 R 兩端的電壓。 )實驗結果：設電壓初相位為0，由示波器得：

11、 U1 = 2.8cos6.28t ，則電流 I = 0.0028cos6.28t相位差為0精選文檔.（4）用示波器測量電容C 的電壓、電流相位差。（提示：電容阻抗Zc 與電阻阻抗 Z R 相差較大，因此A 通道測量值可近似等于電容兩端電壓；B 通道測量值是電容電流的10 倍。）提示：用示波器測兩通道波形：示波器讀數(shù)如圖所示，則兩波形相位差近似為302106(因1032108f=1000hz，則 T=10-3s)；實驗結果：精選文檔.T = 10-3s ，w = 2/T = 3.14*10 3 相位差= i -u = 90（5）用示波器測量電感L 的電壓、電流相位差。實驗結果：相位差= u -

12、i= 90實驗六交流電路中 KVL 、KCL 定律的驗證實驗目的：通過實驗加深對交流電路中相量計算的理解。實驗方案：精選文檔.（ 1）下圖電路，用示波器測量各電壓的幅值和相位，理論計算驗證KVL 。（ 2）下圖電路，用示波器測量各電流的幅值和與相位，理論計算驗證 KCL。實驗結果：KVL 的驗證：理論值：w = 2f = 2*3.14*160 = 1004.8精選文檔.ZR = 20，Z L = jwL =j50.24 ，Z C = 1/jwC = -j24.88 電壓源電壓設初相位為0，u = 100v，Z =Z R + Z L + Z C= 20+j25.36UR = U*(Z R/Z) = 38.38 - j48.40 VUL = U*(Z L/Z) = 122.16 + j96.42 VUC = U*(Z C/Z) = -60.55 - j47.79 V則：U = UR +UL+ UCKCL 的驗證：理論值：w = 2f = 2*3.14*160 = 1004.8ZR = 20，Z L = jwL =j50.24 ，Z C = 1/jwC = -j24.88 電壓源電壓設初相位為0，u = 100v，Z =Z R + Z L + Z C= 20+j25.36IR =i*(Z L + Z C)/Z= 1.85 + j1.46IL= i* （ZR + Z C