




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、一、基爾霍夫電流定律的驗(yàn)證1.電路課程設(shè)計目的(1) 驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性,加深對基爾霍夫定律的理解。(2) 學(xué)習(xí)使用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬。2. 設(shè)計仿真電路原理與說明 基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓,應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律(KCL)和電壓定律(KVL)。即對電路中的任一個節(jié)點(diǎn)而言,應(yīng)有;對任何一個閉合回路而言,應(yīng)有。運(yùn)用上述定律時必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向,此方向可預(yù)先任意設(shè)定。3. 電路課程設(shè)計內(nèi)容與步驟電路原理圖如下圖1所示: 圖1列出KCL方程: (1)列出KVL方程: (2) (3)聯(lián)立以上方程,解得,且
2、 如圖2所示,設(shè)計仿真電路。 圖2 Multisim仿真電路具體步驟:1. 先任意設(shè)定三條支路和三個閉合回路的電流正方向。2. 分別將兩個直流穩(wěn)壓源接入電路。3. 接入各個電阻。4. 接入電流表和電壓表。5. 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻原件上的電壓值,并記錄。接入示波器觀察波形:由于電壓源是直流穩(wěn)壓的,所以示波器的波形是一條直線。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格如下:被測量I1(A)I2(mA)I3(A)U1(V) U2(V)計算值O.0168O.7317-0.0175126測量值0.0170.732-0.01812.0006.000相對誤差0.00020.00030.000500被測量UFA(V)U
3、AB(V)UAD(V)UCD(V) UDE(V)計算值3.3600.3665.250-0.336-3.360測量值3.3660.3665.268-0.366-3.366相對誤差0.00600.01800.0064. 誤差分析:理論計算是理想狀態(tài)的分析結(jié)果,仿真電路比較接近實(shí)際測量情況。比如,電壓表和電流表都有內(nèi)阻存在,會對測量產(chǎn)生一定的影響。用示波器觀測短路電流時,在短路線上串一微小電阻也會對測試產(chǎn)生一定的誤差。 但是我們只要精心準(zhǔn)備仿真試驗(yàn),盡力減小各種因素的影響,就可以得到較好的仿真結(jié)果。5. 設(shè)計總結(jié) 由于剛剛接觸Multisim這個軟件,一開始對軟件的使用還不太熟悉。在設(shè)計實(shí)驗(yàn)中碰到了
4、一些問題,不過經(jīng)過不斷的修改和重復(fù),最后問題得到了解決。通過這個實(shí)驗(yàn),我親自驗(yàn)證了基爾霍夫定律的正確性,加深了對基爾霍夫定律的理解。并且初步學(xué)會使用Multisim軟件進(jìn)行電路設(shè)計仿真,感覺收獲很大。在設(shè)計電路時一定要細(xì)心謹(jǐn)慎才能做好實(shí)驗(yàn)。二、節(jié)點(diǎn)電壓法的驗(yàn)證1.電路課程設(shè)計目的(1)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)電壓法的正確性(2)學(xué)習(xí)使用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬。2.設(shè)計仿真電路原理與說明 節(jié)點(diǎn)電壓法以結(jié)點(diǎn)電壓作為未知量,應(yīng)用KCL列出與節(jié)點(diǎn)電壓數(shù)相等的獨(dú)立方程數(shù),聯(lián)立求解得節(jié)點(diǎn)電壓,然后計算支路電流等。任意選擇電路中某一節(jié)點(diǎn)作為參考結(jié)點(diǎn),其余結(jié)點(diǎn)與此參考節(jié)點(diǎn)間的電壓分別稱為對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電壓,節(jié)點(diǎn)電壓
5、的參考極性均以所對應(yīng)節(jié)點(diǎn)為正極性端,一參考節(jié)點(diǎn)為負(fù)極性端。使用節(jié)點(diǎn)電壓后,電路中所有的回路均自動滿足KVL。所以節(jié)點(diǎn)電壓法中不必再列KVL方程。3. 電路設(shè)計內(nèi)容與步驟(1) 指定參考節(jié)點(diǎn),其余節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)間的電壓就是節(jié)點(diǎn)電壓,節(jié)點(diǎn)電壓均以參考節(jié)點(diǎn)為負(fù)極性端。(2) 列出節(jié)點(diǎn)電壓方程。(3) 從節(jié)點(diǎn)電壓法方程解出各節(jié)點(diǎn)電壓,然后求得各支路電流。求如圖1所示電路中,電流源的端電壓以及電壓源支路的電流。 I2I1 圖1由節(jié)點(diǎn)電壓法列出方程: (1) (2) (3) (4) (5)解得,如圖2,設(shè)計仿真電路圖2通過仿真測出的電壓電流值為,和理論計算結(jié)果一致。觀察示波器電壓波形圖:由于電壓源都是直流
6、的,因此示波器波形圖為兩條直線。4. 誤差分析: 仿真實(shí)驗(yàn)值和計算值完全一致。誤差為0%。 我們只要精心準(zhǔn)備仿真試驗(yàn),盡力減小各種因素的影響,就可以得到較好的仿真結(jié)果。5. 設(shè)計總結(jié) 通過節(jié)點(diǎn)法這個實(shí)驗(yàn),我對用軟件設(shè)計仿真有了進(jìn)一步的了解。我驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)電壓法的正確性,學(xué)習(xí)使用了Multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬。在接仿真電路時,要注意節(jié)點(diǎn)的放置。由于我在實(shí)驗(yàn)時的疏忽大意,忘記放置了一個節(jié)點(diǎn),導(dǎo)致仿真出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)不同。后來通過檢查電路圖才發(fā)現(xiàn)了這一問題,并改正了。所以在設(shè)計實(shí)驗(yàn)時一定要注意這些小細(xì)節(jié)。三、(含受控源)戴維寧定理的驗(yàn)證1. 電路課程設(shè)計目的(1) 驗(yàn)證戴維寧定理的正確性
7、,加深對該定理的理解。(2) 掌握測量二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。(3) 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)計原理 1.任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò),如果僅研究其中一條支路的電壓和電流,則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)。戴維寧定理指出:任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò),總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效代替,此電壓源的電動勢等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓,其等效內(nèi)阻等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零(理想電壓源視為短接,理想電流源視為開路)時的等效內(nèi)阻。和或者和稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法 開路電壓、短路電流法測:在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時
8、,用電壓表直接測出其輸出端的開路電壓,然后再將其輸出端短路,用電流表測其短路電流,則等效內(nèi)阻為3. 電路設(shè)計內(nèi)容與步驟1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維寧等效電路的、。按圖接入穩(wěn)壓電源和恒流源,不接入。測出和,并計算出。(測時,不接入mA表)2. 驗(yàn)證戴維寧定理。用戴維寧定理求如圖所示電路中的電壓。原理電路圖如圖1所示:圖1首先計算 求 (1) (2)聯(lián)立(1)、(2)得 ,計算等效電阻 按下圖2接仿真電路,測圖2觀察電壓表示數(shù)可知開路電壓,和計算值一致。由于電路開路,此時受控電壓源不作用。按圖3接仿真電路,從而測圖3觀察電流表示數(shù)可知,和計算值一致。由于電路短路,因此按圖2接好電路就可測得
9、。用戴維寧定理等效電路后,按圖4連接仿真電路,測得。圖4觀察萬用表電壓示數(shù)可知,和計算值一致。觀察示波器的波形圖:由于電壓源是直流穩(wěn)壓的,所以示波器的波形是一條直線。4. 誤差分析 仿真實(shí)驗(yàn)值和計算值完全一致。誤差為0%。 我們只要精心準(zhǔn)備仿真試驗(yàn),盡力減小各種因素的影響,就可以得到較好的仿真結(jié)果。5. 設(shè)計總結(jié)通過本實(shí)驗(yàn),我驗(yàn)證了戴維寧定理的正確性,加深了對該定理的理解,掌握了測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。在設(shè)計本實(shí)驗(yàn)的過程中,由于電路含有一個電流控制電壓源,我對受控源的仿真接線有了一定了解。在仿真時,由于要測電路的開路電壓和短路電流,又含有受控源,電路較為復(fù)雜。我在接受控源的時候沒有
10、注意正負(fù)方向,造成了一些錯誤,無法得出正確結(jié)果,耽誤了不少時間。這讓我懂得了不管是在真實(shí)實(shí)驗(yàn)還是仿真實(shí)驗(yàn)時都要在理解的基礎(chǔ)上謹(jǐn)慎小心,注意好每一個小細(xì)節(jié),才能提高準(zhǔn)確度和效率。4、 運(yùn)算放大器電路輔助分析1.電路課程設(shè)計目的(1)理解運(yùn)算放大器電路模型,了解典型運(yùn)算放大器電路的功能,加深對運(yùn)算放大器的理解。(2)掌握理想運(yùn)算放大器的特點(diǎn)和分析方法。(3)學(xué)習(xí)使用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬。2.設(shè)計仿真電路原理與說明運(yùn)算放大器簡稱運(yùn)放,是一種體積很小的集成電路器件。一般放大器的作用是把輸入電壓放大一定倍數(shù)后再輸送出去,其輸出電壓與輸入電壓的比值稱為電壓放大倍數(shù)或電壓增益。理性運(yùn)放的特點(diǎn)
11、:根據(jù)理想運(yùn)放的特點(diǎn),可以得到以下兩條規(guī)則。(1) “虛斷”:由于理想運(yùn)放,則,故輸入端口的電流約為零,可近似視為斷路,稱為“虛斷”。(2) “虛短”:由于理想運(yùn)放,為有限量,則,即兩輸入端電壓約等于零,可近似視為短路,稱為“虛短”。 在分析含理想運(yùn)算放大器的電阻電路時,若理想運(yùn)算放大器工作在線性狀態(tài),“虛斷”和“虛短”這兩條規(guī)則是同時滿足的。利用以上兩條規(guī)則,可使問題得到極大的簡化。分析含理想運(yùn)算放大器電阻電路,一般采用節(jié)點(diǎn)法,或根據(jù)KCL列寫方程。運(yùn)算放大器輸入端直接連接的節(jié)點(diǎn),一般不列KCL方程。3. 電路設(shè)計內(nèi)容與步驟按圖1所示設(shè)計電路。如圖所示運(yùn)算放大器電路,已知,求輸出電壓。 圖1
12、由運(yùn)算放大器“虛斷”,“虛短”可得方程 (1) (2)計算得電路仿真結(jié)果如圖2 圖2觀察電壓表可知,與計算結(jié)果一致。如下圖觀察示波器的波形圖: 圖3由于電壓源是直流穩(wěn)壓的,所以示波器的波形是一條直線。4. 誤差分析 仿真實(shí)驗(yàn)值和計算值完全一致。誤差為0%。 我們只要精心準(zhǔn)備仿真試驗(yàn),盡力減小各種因素的影響,就可以得到較好的仿真結(jié)果。5.設(shè)計總結(jié) 通過該理想運(yùn)算放大器的實(shí)驗(yàn),我理解了運(yùn)算放大器電路模型,了解典型運(yùn)算放大器電路的功能,加深了對運(yùn)算放大器的理解。掌握了理想運(yùn)算放大器的特點(diǎn)和分析方法,以及“虛斷”和“虛短”的概念。在實(shí)驗(yàn)過程中,我嘗試了多次都沒有做出正確結(jié)果,但我沒有放棄。通過請教老師
13、和同學(xué)以及自己的觀察,發(fā)現(xiàn)問題出在放大器的元件找錯了。所以我們在試驗(yàn)中一定要學(xué)會堅(jiān)持,不要放棄。我覺得通過這個實(shí)驗(yàn),我對Multisim仿真軟件的了解又進(jìn)了一步。5、 串聯(lián)諧振電路的研究1.電路課程設(shè)計目的(1)掌握電路發(fā)生諧振的條件(2)加深理解電路發(fā)生諧振的條件及諧振電路的特點(diǎn)。(3)學(xué)習(xí)使用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬。2.設(shè)計仿真電路原理與說明(1)諧振頻率發(fā)生諧振時滿足,則RLC諧振角頻率和諧振頻率分別是 由式可看到,調(diào)節(jié)的任一參數(shù),只要滿足上述關(guān)系,就會發(fā)生諧振。 可見,諧振僅與有關(guān)。(2) 復(fù)阻抗可見,諧振時復(fù)阻抗的模最小,即。(3) 特性阻抗和品質(zhì)因數(shù)僅與電路參數(shù)有關(guān)。
14、反應(yīng)電路選擇性能好壞的指標(biāo),也僅與電路參數(shù)有關(guān)。(4) 諧振電流大小為,可見,諧振時電流值最大。3. 電路設(shè)計內(nèi)容與步驟 電路諧振條件驗(yàn)證方法: 這里有幾種方法可以觀察電路發(fā)生串聯(lián)諧振:(1)利用電壓表測量電感元件和電容元件的電壓值,兩者相等時即為串聯(lián)諧振。(2)利用示波器觀察電源電壓與電阻兩端電壓的波形,兩者同相即為串聯(lián)諧振。2RLC串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)RLC串聯(lián)諧振電路有幾個主要特征:(1)諧振時,電路為阻性,阻抗最小,電流最大??稍陔娐分写胍浑娏鞅?,在改變電路參數(shù)的同時觀察電流的讀數(shù),并記錄,測試電路發(fā)生諧振時電流是否為最大。(2)諧振時,電源電壓與電流同相。這可以通過示波器觀察電源電壓
15、和電阻負(fù)載兩端電壓的波形中否同相得到。(3)諧振時,電感電壓與電容電壓大小相等,相位相反。這可以通過示波器觀察電感和電容兩端的波形是否反相得出,還可用電壓表測量其大小。3在Miltisim的電路工作區(qū)按圖連接電路。4根據(jù)自己設(shè)計的參數(shù)并選擇合適的方法驗(yàn)證串聯(lián)諧振條件。5根據(jù)上述給出的方法或自行設(shè)計的方法驗(yàn)證串聯(lián)諧振的條件。RLC串聯(lián)電路圖如圖1所示: 圖1已知,,電路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)。 圖2 利用示波器觀察諧振:利用示波器觀察相位相反:當(dāng)電路發(fā)生諧振時,或 (諧振條件)RLC串聯(lián)電路諧振時,電路的阻抗最小,電流最大;電源電壓與電流同相;諧振時電感兩端電壓與電容兩端電壓大小相等,相位相
16、反。4. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1.使用Multisim時注意選擇適當(dāng)?shù)姆抡鎯x表量程。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,或者暫停來觀察波形。4使用示波器時要注意選擇合適的時間和幅值來觀察波形。5.設(shè)計總結(jié) 我設(shè)計的電容和電感元件參數(shù)分別為1mF和0.1mH。通過這一實(shí)驗(yàn),我掌握了電路發(fā)生諧振的條件為或,加深理解了諧振電路的特點(diǎn),并且進(jìn)一步掌握了使用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路模擬的方法。在實(shí)驗(yàn)中,我發(fā)現(xiàn)對題目的設(shè)計是非常重要的,如果題目設(shè)計得不好,則也很難仿真出想要的結(jié)果。經(jīng)過多次嘗試,我終于得到了一組比較合適的數(shù)值。同時,在仿真中,合理選擇
17、示波器的單位格時間和幅值也是十分重要的,直接影響著觀測結(jié)果。六、三相交流穩(wěn)態(tài)電路輔助分析1. 電路課程設(shè)計目的(1) 掌握三相負(fù)載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法,驗(yàn)證這兩種接法下線、相電壓及線、相電流之間的關(guān)系。(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)計原理 三相負(fù)載可接成星形(又稱“Y”接)或三角形(又稱“”接)。當(dāng)三相對稱負(fù)載作Y形聯(lián)接時,線電壓是相電壓的倍。線電流等于相電流,即在這種情況下,流過中線的電流,所以可以省掉中線。當(dāng)對稱三相負(fù)載作形聯(lián)接時,有。3. 電路設(shè)計內(nèi)容與步驟對稱三相電路如圖所示,已知:對稱線電壓為,求負(fù)載端的線電流和線電壓。該電路可以先將三角形
18、負(fù)載等效為星形負(fù)載,如圖2(a)所示,其中圖1因?yàn)閷ΨQ,可以先計算其中一相。令,可得到圖2(b)所示的A相計算電路。于是線電流所以 圖2(a) 圖2 (b)由圖2(b)可求得負(fù)載端的相電壓所以負(fù)載端的線電壓線電流與相電壓測量結(jié)果:觀察交流電流表、交流電壓表得,。電源端線電壓與負(fù)載端線電壓相位差角:電源端相電壓與負(fù)載端相電壓相位差角:4. 誤差分析理論計算結(jié)果與仿真測量結(jié)果有一定的誤差。主要原因有:(1)理論計算是理想狀態(tài)的分析結(jié)果,仿真電路比較接近實(shí)際測量情況。比如,電壓表和電流表都有內(nèi)阻存在,會對測量產(chǎn)生一定的影響。用示波器觀測短路電流時,在短路線上串一微小電阻也會對測試產(chǎn)生一定的誤差;(2)觀測誤差;我們通過觀測開路電壓和短路電流波形的起始點(diǎn)的時間差計算相位差,由于肉眼觀測必然會存在讀數(shù)誤差,從而引起的觀測誤差。 但是我們只要精心準(zhǔn)備仿真試驗(yàn),盡力減小各種因素的影響,就可以得到較好的仿真結(jié)果。5. 設(shè)計總結(jié)通過本實(shí)驗(yàn),我掌握了三相負(fù)載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法,驗(yàn)證這兩種接法下線、相電壓及線、相電流之間的關(guān)系,并且學(xué)習(xí)使用了Multisim仿
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 基礎(chǔ)護(hù)理與合理休息
- 復(fù)學(xué)開課防控疫情課件
- 八年級地理上冊 第二章 中國的自然環(huán)境 第四節(jié)自然災(zāi)害 第1課時 常見的自然災(zāi)害教學(xué)實(shí)錄 (新版)新人教版
- 2024年九年級語文上冊 第三單元 第13課《詩詞三首》行路難教學(xué)實(shí)錄 新人教版
- 2025企業(yè)經(jīng)營周轉(zhuǎn)貸款合同
- 2025企業(yè)租賃合同書范本
- 14學(xué)習(xí)有方法(教學(xué)設(shè)計)-部編版道德與法治二年級下冊
- 2025年上海市委托拍賣合同(合同版本)
- 醫(yī)院疫情院感防控課件
- 2025勞動合同中的試用期工資問題
- 2025年各專業(yè)質(zhì)控工作改進(jìn)目標(biāo)
- 計算機(jī)技術(shù)與軟件安全審計試題及答案
- (新課標(biāo))專題08+易考必考典型選擇題專項(xiàng)復(fù)習(xí)- 三年級語文下冊期末備考(統(tǒng)編版)
- 2024年中央戲劇學(xué)院招聘筆試真題
- 藥學(xué)知識聯(lián)合用藥
- 鐵代謝障礙性貧血的相關(guān)檢驗(yàn)課件
- DBJ50T-187-2014 重慶市住宅用水一戶一表設(shè)計、施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范
- 2024年晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職單招職業(yè)技能測驗(yàn)歷年參考題庫(頻考版)含答案解析
- 湖北省武漢市2024-2025學(xué)年度高三元月調(diào)考英語試題(含答案無聽力音頻有聽力原文)
- 成語故事《熟能生巧》課件2
- DB33T 2320-2021 工業(yè)集聚區(qū)社區(qū)化管理和服務(wù)規(guī)范
評論
0/150
提交評論