复杂直流电路与电路暂态的仿真分析

1、武汉大学计算机学院教学实验报告课程名称电路与电子技术实验成绩教师签名实验名称复杂直流电路与电路暂态的仿 真分析实验序号2实验日期2012. 11.25姓名学号专业年级-班一年级一班一、实验目的及实验内容（本次实验所涉及并要求掌握的知识；实验内容；必要的原理分析）小题分：实验目的：1. 熟悉基本定理、定律；2. 掌握电压法和电流法；3. 了解电阻的Y/ 等效变换，电源的Y/U等效变换。实验内容：1 测量复杂直流电路中各元件上的电压；2 测量复杂直流电路中各元件上的电流；3 测量复杂直流电路中各电源单独作用下各元件的电压与电流；4 测量复杂直流电路的等效电阻；5 测量复杂直流电路的等效电源；6 测

2、量复杂直流电路的节点电压；7 测量复杂直流电路的支路电流；8测量RC电路的电压波形；9测量RL电路的电压波形。原理分析：1. 基尔霍夫电流定律：在任一瞬时，流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流 之和；2. 基尔霍夫电压定律：在任一瞬间，沿电路中的任一回路绕行一周，在该回路上电动 势之 和恒等于各电阻上的电压降之和；3. 叠加原理：在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中 每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和；4. 戴维宁定理：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个理想电压源和一个等效电阻串 联来代替；5. 等效电阻：几个连接起来的电阻所

3、起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻 就是那 些电阻的等效电阻；6. RC电路动态响应：开关闭合、断开，电容会相应充电、放电；7. RL电路动态响应：开关闭合、断开，电感会储藏、释放电磁能。二、实验环境及实验步骤（本次实验所使用的器件、仪器设备等的情况；具体的实验步骤）小题分：实验坏境：1. 实验平台：Multisim ；2. 虚拟仪器：万用表、示波器、信号源等；3. 虚拟器件：电源、电阻、电容、电感、开关等。实验步骤：一、基尔霍夫电压定律1. 画好电路图；2. 取 E1 二 12V、E2=10V、Ri二lkQ、R2二2kQ、Rs 分别取 1、2、3、4、5kQ；3. 按电路图连接完毕；4

4、. 更换R3阻值，分别测量Ri、R2、Ei、E2两端电压；5. 记录数据；6. 分析数据，计算Ue 1 Uri UR2UE2是否等于零。二、基尔霍夫电流定律1. 画好电路图；2. 取 E1 二 12V、E2=10V、Ri二lkQ、R2二2kQ、Rs 分别取 1、2、3、4、5kQ；3. 按电路图连接完毕；4. 更换R3阻值，分别测量通过Ri、R2、R3的电流；5. 记录数据；6. 分析数据，计算lR2+lR3=lRl是否成立。三、电源叠加原理1. 画好电路图；2. 取 E1 二 12V、E2=10V、Ri二lkQ、R2二2kQ、Rs 分别取 1、2、3、4、5kQ；3. 按电路图连接完毕；4.

5、 先使E1单独作用，更换R3阻值，测量R3两端电压UE1及通过它的电流IE1;5. 再使E2单独作用，更换R3阻值，测量R3两端电压及UE2通过它的电流IE2;6. 让El、E2同时作用，更换R3阻值，测量R3两端电压UR3及通过它的电流IR3;7 记录数据;8. 分析数据，计算UE1+UE2二U R3、I El+I E2二I R3是否成立。四、等效电阻1. 画好电路图；2. 取 Ei=12V , E2=10V , Ri二R5二0.5Q, R2二lkQ,R4=2kQ , R3 分别取 1、2、3、4、5k 6二2、3、4、5、6kQ, R7二3、4、5、6、7kQ；3. 按电路图连接完毕，计算

6、等效阻值Rl的值；4 测原电路电压与等效电阻两端电压作对比。五、等效电源1. 画好电路图；2. 根据要求屈指相应数值的元件，连接元件；3计算等效电阻；4测量等效电阻出断路电压、短路电流；5.根据所测数据计算等效电源内阻。六、RC直流电路暂态分析1.画好电路图；2 选取所需元件连接电路图；3测量电容C两端电压在开关闭合、断开瞬间的变化；4在示波器中观察该变化。 七、RL直流电路暂态分析1. 画好电路图；2. 选取所需元件连接电路图；3测量电感L两端电压在开关闭合、断开瞬间的变化；4.在示波器中观察该变化。三、实验过程分析（详细记录实验过程中发生的故障和问题，进行故障分析，说明故障排除的 过程及方

7、法。根据具体实验，记录、整理相应的数据表格、绘制曲线、波形 等）小题分：Rs( kQ)12345Uri (V)5.23. 52. 7272. 2862UR2 (V)3. 21. 50. 7270. 2860Uei (V)1212121212UE2 (V)1010101010R1I I h-1k010 VR3 3k)sMultknrter XMM3MultimeHer-XMM2rzj izkj ChZI 3 091 mA364 JI 53 uAS j心GHDMuhimrter-XMMlIIei (mA)UVRs (kQ )4004001362210026545317146oo5OO4i4127o

8、595XMMH 23IR2 (mA)Iri (mA)IR3 (mA)R3ZXkQ1165211o7513499424920. 36427273s131o122CO6242OO4o225-rlx- ixHHU -IE-RZ 二IL , . T-26二S3MMggndR3 (kQ)12345U E2 (V)22. 52. 7272.8572. 941IE2 ( mA )21.250. 9090.7140. 588复杂直流电路中各电源Ei和E2同作用下各元件的电压与电流I V I jRs ( kQ)12345URL (V)6.88. 5019. 2739. 71510Irl (mA)6.84. 24

9、93. 0912. 4282戴维宁定理的验证所以，等效电源电动势为分析数据得，不论R3为何值，都有Uei+U E2二UR3、lEl+lE2=lR3oU 0=11. 333V等效电阻 Ro=Uo/Ir3=666. 65 QRs开路电压UR3 (V)11. 333R3短路电流IR3 (mA)17复杂直流电路中的等效电 vzGNDRs ( kQ )12345R6 ( k Q )23456R? ( kQ )34567Rl (kQ )2.23. 7145. 2226. 7278.230URL (V)8.6969. 60810. 09410. 3110. 484Irl (mA )3.9542. 5861.

10、9241. 5331.274rl (V)8.6969. 60810. 09410. 3110. 484I rl ( mA )3. 9512. 5881. 92 11. 5331.274复杂直流电路中的等效电源R?J :IkQ: 12 V V .-J-J Ri05Q :Mjlt；meter-XMM1 1 348 mAH E R2R4:：1kQ :VV2 121 348 mAR1 nRL TR50.50.r=iwFR312345R$ 邮&)23456R? (kQ )31567Ei (V)-1260612E2 (V)024612Rl (kQ )2.23. 7145.2226. 7278. 230Irl (mA )0. 2260.8121.348I rl ( mA)2. 7910. 7610. 2260.8121.3482. 7910. 7611 GND RC动态电路Oscilloscope-XSCl四、实验结果总结（对实验结果进行分析，完成思考题目，总结实验的新的体会，并提出实验 的 改