实践一简单电路原理仿真综合

1、实践内容年月日实践内容原则上应包含主要实践步骤、实践数据计算（实践操作）结果、实践结果（疑问）分析等项目。实践内容仿真实验 1 直流电路的电位、电压测量一、 实验目的（1） 透彻理解电路的基本概念：参考点、电位、电压。（2） 掌握 EWB二、 实验原理的基本使用方法、使用步骤，特别是虚拟仪器的使用方法1.EWB(本书采用 Multisim 10.0)EWB 是 Electronics Workbench 的缩写，其中文名称为虚拟电子工作。EWB 是一种在电子技术领域广为应用的优秀计算机仿真设计，特别在电子类课程教学、电子工程设计等领域应用极为广泛，其特点是界面直观、操作方便。用 EWB 创建电

2、路、选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕图形中选取，而且测试仪器的屏幕图形与实物外形的面板基本相似，特别容易学会和使用（若是具有一般的电子技术基础知识的作效率得到大大的提高。，只是要几个小时就可学会 EWB 的基本操作），使电子设计的工EWB 作为电子类课程的计算机辅助教学和实验段，是一种非常优秀的电子实践工具，它不仅可以弥补实验仪器与实验元器件缺乏的不足，而且排除了实验过程的原材料消耗与仪器损坏等。通过电路仿真实验的学习，可以帮助学生更快、更好地掌握理论教学内容，加深对概念、原理的理解，弥补课堂理论教学的不足，而且可以熟悉常用电子仪器的测量方法，进一步培养学生的综合分析能力，积累排除故障的经

3、验，增强开发创新的思维能力。基本概念2.（1）参考点（零电位点）：在电路中任选一个基准点。约定正电荷在该点的电位能为零（电场作用力为零），其他各店电位能的大小都以准点为参照。电位能与物体在某一高度具有的势能相 似，不同之处在于做做功的是电场力而不是重力。在工程中常选大地作为参考，即认为大地电位为零。在电子电路中，电路并不一定接地，常选一条特定的公共线（在电路图中可视作一点）作为参考点，这条公共线是很多元件汇集之处，且常与底座相连，称作“地线”。（2）电位：正电荷从电路某一点移至参考点电场力所做的功。电位的高低是相对于参考点而言的，参考点位置不同，特定点电位值也不同。参考点是可以任意选定的，但一

4、经选定之后，各点电位的计算即以准点为准。如果换一个参考点，则其他各点电位也随参考点的选择而异。因此，在电路分析中不指明参考点而电位是没有意义的。（3）（4）电压：电路中任意两点间的电压等于两点间的电位差。电位与电压的异位与电压的本质是相同的，都是电场力对正电荷所做的功，都是伏特。不同的是，在电位概念中，电场力将正电荷从电某一点移到参考点；而在概念中，电场力做功的起点与终点是任意的，可以含参考点，也可不含参考点。三、 实验内容与步骤在 EWB 工作环境下，按图 1.30（a）所示连接电路。EWB 的元件库中有数千种电路元器件可供选用。其中电阻、连接点在基本器件库（basic），直流电压源、接地在

5、信号源库（ er source components）。连接好电路后按电路图中要求设置电阻和电源数值。从测量指示器件库（measurement compon）中取出电压表，把电压表并在电路中（注意电压表图标的正负极性）。电路组成仿真结果图 1.30电流电路的电位、电压测量实验按下仿真“启动/停止”开关（simulation switch），启动电路，观察电压表的读书，如图 1.3（b）所示。下各电压表的值并填入实验数据表 1.1 中。实验数据表 1.1参考点V0VaVbVcVdU0aUabUbcUcdUd000151396-152436a-150-2-6-9-152436b-1320-4-7-

6、152436c-9640-3-152436d-69730-152436分别以 0、a、b、c、d 作为零电位点，按实验数据表 1.1 格式填入测量数据，验证电位和电压的关系，即 U0a=V0-Va，Uab=Va-Vb，Ubc=Vb-Vc，Ucd=Vc-Vd，Ud0=Vd-V0.按实验图 1.31 所示连接电路。利用测量探针进行电路仿真利用直流工作点分析进行电路仿真利用“测量探针”进行电流与电压的测量。从测量仪器（instruments）中选用测量探针（measurement probe），分别探测电路中 a、b、c 点的电位与电流。按下仿真“启动/停止”开关，启动电路，观察各探测点的电位与电流

7、的数值，如图 1.31 所示。（8）下各探测点的电位与电流值并填入实验数据表 1.2 中，验证电位与电压的关系。实验数据表 1.2（9） 利用“直流工作点分析”进行电流与电压的测量。从 Simulate/ysis/DC operating Poysis 中选择电路中的电流和各测量点的电位进行输出，通过仿真（Simulate）即到图1.31（b）所示的结果，电路中的电流和各点的电位均在数据表中显示出来。四、 注意事项按图连接电路与仪器，电路创建后应注意存盘。按下电路“启动/停止”开关进行，注意读数据或双击有关仪器面板观察波形，实验结果输出可电路文件和波形。五、 思考题（1） 分析仿真实验数据并与

8、计算数据比较，说明电压和电位的关系（也可用实际电阻搭建上述电路图。通过万用表测得数据与 EWB 仿真的实验数据进行比较）。（2） 总结用 EWB进行电路实验的操作过程。答：（1）电压即电势差，指两点之间电势之差；电位即电势，指某点到参考点（电势为 0）的电势差。电势差是电势的延伸定义，某点上的电势称电位，某两点间电势差称电压。（2）首先是对元器件的分类进行了相应的了解，再者是了解了电路仿真的操作顺序以及如何更加快速地进行原理图的绘画。仿真实践 2定律的验证一、实践目的（1）证明定律的正确性，加深对定律的理解。（2）加深对电压、电流参考方向的认识。（3）进一步熟悉 EWB的使用。二、实践原理定律

9、是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足参考点I(mA)Va(V)Vb(V)Vc(V)U0a(V)Uab(V)Ubc(V)Uc0(V)03018.015.09.012.03.06.09.0电流定律和电压定律。（1）第一定律（节点电流定律）：电路中，任意时刻流入任一节点的电流，恒等于流出这个节点的电流。若规定流入节点的电流为正，流出节点的电流头为负值，则I=0。（2）第二定律（回路电压定律）：沿任一闭合回路绕行一周，各电路元件上的电压降的代数和为零，即U=0。运用上述定律时必须注意电流的参考方向，参考方向可预先任意设定。（3）要注意参考方向的概念。所谓参考方向是

10、指电路中的一条支路 ab 在事先不知道其电流方向的情况下，假定电流方向从 a 到b，这就是 I 的参考方向。三、实践内容及步骤（1）在 EWB中绘出实验图 1.32（a）和实验图 1.32（b）。其中电阻、连接点在基本器件库，直流电压源、接地在信号源库，电压表与电流表在指示器件库，要特别注意电压表和电流表的极性与电路图中的电流参考方向的吻合。（a）KCL 实验电路（b）KVL 实验电路图 1.32定律仿真实践电路图（3） 按下“启动/停止”开关，启动电路。将各元件电压、各支路电流的测量结果填入实验数据表 1.3 中。实验数据表（3）根据测量数据，验证每个节点是否满足I=0，验证每条回路电压是否满足U=0。（4）用测量探针再测上述有关节点的电压值与电流值，得图 1.33 所示结果。参考点I1（mA）I2（mA）I3（mA）节点 3IUR1(V)UR2(V)UR3(V)回路 1U00.0380.0110.02703.8182.1828.1820注：1、如个别实践的实践内容多，实践册页面不够写，或有识图、画图要求的，学生据实践指导老师要求另附相同规格的纸张并粘贴在相应的“实践册”中。2、实践册属教行材料，院系（中心）应按有关规定归档保管。图 1.33定律