EWB仿真实验指导书

EWBEWB电工电子仿真试验指导书10《电工电子技术》试验指导书〔上〕试验一基尔霍夫电压定律一、试验目的1、测量串联电阻电路的等效电阻并比较测量值和计算值。2、确定串联电阻电路中流过每个电阻的电流。3、确定串联电阻电路中每个电阻两端的电压。4、依据电路的电流和电压确定串联电阻电路的等效电阻。5、验证基尔霍夫电压定律。二、试验器材直流电压源 1个数字万用表 1个电压表 3个电流表 3个电阻 3个三、试验原理及试验电路1 2 两个或两个以上的元件首尾依次连在一起称为串联，串联电路中流过每一个元件的电流相等。假设串联的元件是电阻，则总电阻等于各个电阻值和。因此，在图1—1所示电阻串联电路中R=R+R+R 1 2 1—1电阻串联电路串联电路的等效电阻确定以后，由欧姆定律，用串联电阻两端的电压U除以等效电阻R，便可求出电I，即I=U/R。基尔霍夫电压定律指出，在电路中围绕任意闭合路径一周，全部电压降的代数和必需等于全部电压升的代数和。这就是说，在图1—2所示电路中，串联电阻两端电压降之和必需等于串联电路所加的电源电压之和。因此，由基尔霍夫电压定律有：U=U+U+U

式中，U

=IR

，U=IR

，U=IR 。1 bc de fo

bc 1

de 2

fo 31—2基尔霍夫电压定律试验电路四、试验步骤11—1所示的电阻串联试验电路。2、用鼠标左键单击仿真电源开关，激活试验电路，用数字万用表测量串联电路的等效电阻R，记录测量值，并与计算值比较。31—2所示的基尔霍夫电压定律试验电路。ab4、用鼠标左键单击仿真电源开关，激活试验电路，记录电流Iab

I I、、cd 、、

U

U U、、。be de fo、、。15、利用等效电阻R，计算电源电压U和电流I。116、用R127、用R238、用R3

两端的电压计算流过电阻R两端的电压计算流过电阻R两端的电压计算流过电阻R

的电流I 。R1R212的电流I 。R1R212R3的电流I 。R3ab39、利用电路电流Iab3

和电源电压U

计算串联电路的等效电阻R。1bc de 10、计算电压U、U、U 之和。1bc de 1、等效电阻R的计算值和测量值比较状况如何？ab2、电源电流的计算值Iab

与电流测量值比较状况如何？ab3、将电流Iab

I I、、cd 、、

相比较可得出什么结论？1 bc de 4、电源电压U与U+U+U 1 bc de 试验二基尔霍夫电流定律一、试验目的1、测量并联电阻电路的等效电阻并比较测量值和计算值。2、确定并联电阻电路中流过每个电阻的电流。3、确定并联电阻电路中每个电阻两端的电压。4、由电路的电流和电压确定并联电阻电路的等效电阻。5、验证基尔霍夫电流定律。二、试验器材直流电压源 1个数字万用表 1个电压表 3个电流表 4个电阻 3个三、试验原理及试验电路两个或两个以上的元件首首相接和尾尾相接称为并联，并联电路每个元件两端的电压都一样。假设并联元件是电阻，则并联电阻的等效电阻R2—1电阻并联电路中：2—1电阻并联电路在图2—2所示的电路中，由欧姆定律，用并联电阻两端的电压U1

除以流过并联电阻的总电流I，便ab可求出等效电阻R，即R=U/I1ab2—2基尔霍夫电流定律试验电路基尔霍夫电流定律指出，在电路的任何一个节点上，流入节点的全部电流的代数和必需等于流出节点的全部电流的代数和。这就是说，在图2—2电路中，流入各个电阻支路的电流之和必需等于流出电阻并联电路的总电流。所以I=I+I +Iab bc bd be式中，I=U/Rbc 1 四、试验步骤

，I =U/R,I=U/R 。bd 1 2 be 1 312—1电阻并联试验电路。2R、RR并联电路的等效电阻1 2 3R。3、用公式计算出这三个并联电阻的等效电阻R。42—2所示的试验电路。5、以鼠标左键单击仿真电源开关，激活试验电路，记录电流I、I、I 、I 。ab bc bd be63计算的等效电阻R及电源电压U，计算电源电流I。7、用R18、用R2

两端的电压及R1两端的电压及R2

1的电阻值，计算流过R1的电阻值，计算流过R2

ab的电流I。bc的电流I 。bd9、用R3

两端的电压及R3

的电阻值，计算流过R3

的电流I。be10、用电路电流Iab

及电压U

，计算并联电路的等效电阻R。111、计算电流I、I 、Ibc bd

之和。五、思考题Iab

与电流Ibc

、I 、Ibd

之和有什么关系？应用这个结论能证明基尔霍夫电流定律的正确性吗？试验三戴维南定理的争论一、试验目的1、求出一个网络的戴维南等效电路。2、求出一个网络的诺顿等效电路。3、验证戴维南定理和诺顿定理的正确性。二、试验器材直流电压源 1个电压表 1个电流表 1个电阻 3个三、试验原理及试验电路1、戴维南定理th 任何一个具有固定电阻和电源的线性二端网络都可以用一个串联电阻的等效电压源来代替这个等效电压源的电压可称为戴维南电压U，它等于原网络开路时的端电压U ，如图3－1th thRth

U

除以短路电流I。scoc所以U=Uscoc所以th oc

R U I＝／th oc sc＝／短路电流I

3—1测试二端网络开路端电压sc可在原网络两端连接一个电流表来测量3—2所示为测试二端网络短路电流试验电路。scsc短路电流Isc

也可在原网络的输出端连接一条短路线来计算。3—2测试二端网络短路电流th确定戴维南电阻R 的另一种方法是将含源网络中全部的电压源用短路线代替把全部的电流源断路，thth这时输出端的等效电阻就是Rth

。在试验室里对一个未知网络确定确定其戴维南电阻R

的最好方法是，在octh未知网络两端连接一个可变电阻，然后调整阻值至端电压等于开路电压U 的一半，这时可变电阻的阻值就等于戴维南电阻th。octh四、试验步骤13—1所示测量二端口网络开路端电压试验电路。oc2、用鼠标左键单击仿真电源开关，激活该电路，测量a、o两端开路电压U 。ococ3、依据图3—1所示的电路元件值，计算a、o两端的电压U 。oc43—2所示的测量二端网络短路电流试验电路。sc5、用鼠标左键单击仿真电源开关，激活该电路，测量a、o两端的短路电流I 。scsc和6、依据图3—2所示的电路元件值，计算短路电流I 。sc和oc7、依据Uoc

I 的测量值，计算戴维南电压U

和戴维南电阻R 。scthth87的计算值，画出戴维南等效电路。scthth1th9、在图3—2所示的电路中，断开电流表，以一条短路线代替电压源V，用这个电路计算原网络的戴维南电阻R 。1th五、思考题将上述所测得数据与计算出的相应数据比较，状况如何？找出误差所在。试验四RLC电路的过渡过程[选做]一、试验目的1、观看R、L、C串联电路的过渡过程。2、确定RLC串联电路的阻尼因子和谐振频率。3、确定R的阻值转变时对RLC串联电路阻尼因子的影响。4、确定C的容量转变时对欠阻尼RLC电路振荡频率的影响。二、试验器材示波器 1台信号发生器 1台10mH电感 1个0.01μF、0.1μF电容 各1个200Ω、400Ω、1KΩ电阻 三、试验原理及试验电路6—1所示为RLC串联试验电路，其阻尼因子可用下式计算：α=0LC串联电路的谐振频率ω0计算式为：ω=0当阻尼因子α等于谐振频率ω0时，RLC串联电路称为临界阻尼。即：R=2 。当阻尼因子α大于谐振频率ω0时，RLC串联电路称为过阻尼。即：R>2 。当阻尼因子α小于谐振频率ω0时，RLC串联电路称为欠阻尼。即：R<2 。通过试验观测欠阻尼RLC电路的电流经过多长时间衰减为零，可近似测定阻尼因子α。电流衰减为5倍的时间常数。一倍的时间常数可由下式求出：τ=1/α欠阻尼RLC电路的振荡频率ω可用下式计算：ω=图6—1 RLC串联试验电路6—2RLC串联电路欠阻尼波形6—2所示为欠阻尼状况下RLC串联电路的振荡波形。四、试验步骤16—1所示的试验电路，信号发生器按图设置。2、单击仿真电源开关，激活电路进展动态分析。观看记录示波器显示的输入输出波形，在U—T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线，标出峰值电压。3、依据试验电路所给的RLC元件值，计算阻尼因子α。4、依据试验电路所给的RLC元件值，计算谐振频率ω0。5、将试验电路中的R400Ω，再次单击仿真电源开关，激活电路进展动态分析。在U—T坐标上作出电阻电压随时间变化的曲线图，留意在图中说明电流衰减为0所需要的时间。6、依据R的阻值，计算阻尼因子α。7、依据R0所需要的时间。8、将试验电路中的R200Ω，再次单击仿真电源开关，激活电路进展动态分析。在U—T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线图，留意在图中说明电流衰减为0所需要的时间。9、依据R的阻值，计算阻尼因子α。10、据R0所需要的时间。11、依据计算的阻尼因子α和谐振频率ω0，计算欠阻尼RLC电流曲线的振荡频率ω。12C0.01μF，再次单击仿真电源开关，激活电路进展动态分析。在U—T坐标上作出电阻电压U随时间变化曲线图。13、依据C的值，计算谐振频率ω0。14、依据计算的阻尼因子α和谐振频率ω0计算欠阻尼RLC电流曲线图的振荡频率ω0。五、思考题1、依据上述步骤计算各种状况下的α和谐振频率ω0，推断RLC串联电路的阻尼状态。2R和C数值的变化对RLC串联电路的电流曲线图有什么影响。试验五RLC串联谐振试验[选做]一、试验目的1、测量RLC串联电路的谐振曲线，通过试验进一步把握串联谐振的条件和特点。2、争论电路参数对谐振特性曲线的影响。二、试验器材信号发生器 1台频率特性测试仪 1台示波器 1台电阻、电容、电感 各1个三、试验原理07—1所示为RLC串联电路，当输入电压的频率为某一值ω时，电阻上的电压等于输入电压到达最大值，我们把此时的频率称为中心频率或谐振频率。此时，电路的电抗为零。阻抗值最小，等于电路中的电阻，电路成为纯电阻性电路。并且电路中的电流到达最大值，电流与输入的电压同相位。我们把电路的这种工作状态称为串联谐振。电路到达谐振状态的条件是：0。f=。01 在该电路的幅频特性曲线中，当振幅下降到原来的0.707时对应的两个频率ff3分贝频率。两个频率之差称为该网络的通频带，理论上可推出通频带宽为R/L。1 7—1串联谐振电路当电路发生串联谐振时，X=X 。且当X=X>R时，U=U>>U〔U

为输入电压〕L C L C L C 1 17—2所示。四、试验步骤

7—2幅频特性曲线17—1所示的串联谐振电路。仪器设置如以下图。2、单击仿真电源开关，激活电路进展动态分析。观看扫频仪的频率特性曲线，滑动游标，找出谐振频率。13、转变R的阻值，观看电阻在不同的阻值下频率特性曲线的的外形，测出通频带带宽。14、分别转变L、C的大小，观看在不同数值的L、C状况下，频率特性曲线的外形，找出谐振频率。从而得出L、C对RLC串联电路谐振频率的影响。R、、L 5、双击示波器图标，翻开示波器分别测量各种状况下U U UR、、L R6、双击信号发生器，转变信号发生器的频率，用示波器观看U随L、C数值的转变而变化状况，从而确定谐振频率。R五、思考题1、试验中怎样推断电路已经处于谐振状态？2、通过试验获得的谐振曲线分析电路参数对它的影响。3、怎样利用试验中获得的谐振曲线求出其通频带？试验六三相电路试验[选做]一、试验目的1、把握三相电路负载的Y、△联结。2、验证三相对称负载作Y联结时线电压和相电压的关系，△联结时线电流和相电流的关系。3、了解不对称负载作Y联结时中性线的作用。4、观看不对称负载作△联结时的工作状况。二、试验器材沟通电压源 3个沟通电压表 4个沟通电流表 6个1KΩ、2KΩ、3KΩ电阻 各1个1H电感 3个三、试验原理及试验电路P1P〔一〕三相三线制P1P1YI1

与相电流I

I=I；1线电压U1

与相电压U

的关系式为：U= U

P。通常三相电源的电压值是指线电压的有效值，例如三相P1380V电源指的是线电压，相电压则为220V。当负载不对称时，负载中性点的电位将于电源中性线的电位不同，各相负载的端电压不再保持对称关系。P1U与相电压UU=UI与相电流I关系式为：I=1 P 1 P 1 P 1。I。P图9—1Y联结线电压与相电压的测量电路。各个元器件的值如以下图，沟通电源的参数设置如图所设。9—1三相负载Y联结线电压与相电压测量电路图9—2为三相负载△联结线电流与相电流测量电路。各个元器件的值如以下图，沟通电源的参数设置如图所设。〔二〕三相四线制

9—2三相负载△联结线电流与相电流测量电路不管负载对称与否，均可以承受Y联结，并有：U= U，I=I。对称时中性线无电流；不对称时1 P 1 P9—3为三相负载不对称时电流测量电路。四、试验步骤

9—3三相负载不对称时电流测量电路19—1所示三相负载Y联结线电压与相电流测量电路。1 2、单击仿真电源开关，激活电路进展分析。依据沟通电压表的读数，记录线电压U和相电压U1 39—2所示三相负载△联结线电流与相电流测量电路1P4、单击仿真电源开关，激活电路进展分析。依据各沟通电流表的读数，记录线电流II的读1P数。59—3所示三相负载不对称时电流测量电路。A、、B 6、单击仿真电源开关，激活电路进展分析。依据沟通电压表和电流表的读数，记录线电流A、、B 0和中性线电流I0

以及相电流U

的读数。P7、依据电路给出的数据，计算线电流IP

、I、I

和中性线电流I

的数值，并与测量值进展比较。五、思考题

A B C 01、假设三相负载不对称作Y用需留意的问题。2、画出三相对称负载Y联结时线电压与相电压的相量图，并进展计算，验证明验读数正确与否。3、画出三相对称负载△联结时线电流与相电流的相量图，并进展计算，验证明验读数正确与否。《电工电子技术》试验指导书〔下〕试验七变压器比的测定和阻抗匹配变换1、生疏EWB软件的使用。2、把握测定变压器变压比的试验方法。3、理解实现变压器阻抗匹配变换的原理和方法。1、变压器变压比的测定7-1-1直接简洁的方法电路如图试验图7-1-1所示，可依据变压器的工作原理来计算变压比K2、阻抗变换

K N1N2

UU12R7-1-2Rˊ来代替。所谓的等效，就是输入电路的电压、电流和功率不变。就是说，直接界在电源上的电阻Rˊ和界在变压器副边的负载阻值R是等效的。两者的关系可通过下面计算出。7-1-2N U因 N1U1

N IN1 NI

7-1-32 2 2 1UNU12U N 2 N U2所以可得出

I11

N (N1)2I22NI 2 22N217-1-27-1-3知带入则得

R,U2RI IU11 2U1R(

N1)2RN2RRˊ也不同。我们可以承受不同得匝数比，把负载阻抗模变换为所需的、比较适宜的数值。这种做法通常成为阻抗匹配。17-1-1EWB5.07-1-1给出的电源参数调整，将电压表数值记录在表中。并分别计算出变压器的变压比。7-1-1电电源110V50Hz220V50Hz380V50HzUU1227-1-2EWB5.07-2-2给出的电源参数调整，将电压表和电流表的数值记录在表中。计算出电阻R的值。7-1-2电电源U1I1U2I2110V50Hz220V220V50Hz380V50Hz37-1-3EWB5.07-1-2给出的电源参数调整，调整接入Rˊ7-1-2U和I1 1Rˊ的值。N4RRˊRN1)2R。250Hz25Hz的沟通电路中，能否正常工作？试验八放大器静态工作点对动态范围的影响一、试验目的学习创立、编辑EWB电路的方法。练习虚拟模拟仪器的使用。通过观看和测试不同静态工作点下动态范围的不同，了解静态工作点的设置对晶体管放大电路动态范围的影响。二、试验内容创立如图4.6.1所示的仿真试验电路。试验电路中晶体管的参数选用默认值，电位器阻值变化一5﹪。调整Rp使它等于3KΩ，运行电路，测出Ic，用示波器观看输出电压波形，并测量输出电压动态范围。调整Rp1.5KΩ、15KΩ、30KΩ，测出相应的Ic4.6.1放大器静态工作点对动态范围的影响试验电路三、试验报告自拟表格，整理试验数据。分析总结放大器静态工作点对动态范围的影响。答复思考题。四、思考题：输出波形失真的缘由有哪些？怎样抑制？假设Rb2短路，放大器会消灭什么故障？试验九电压比较器特性争论[选做]一、试验目的通过试验进一步了解电压比较器的工作原理。学习电压比较器传输特性的测量方法。争论参考电压和反响系数对传输特性的影响。进一步练习EWB试验电路的创立和分析功能。二、试验内容4.6.34.6.4迟滞电压比较器试验电路单限比较器μA741构成一单限电压比较器，电路如图4.6.3。⑵设基准电压Vr=2V，从Ui3V0V100μS的方波，用示波器观看输入、输出波形。⑶输入电压Ui为﹣5V～+5V的直流扫描电压，利用直流扫描分析功能，测量传输特性。⑷设基准电压Vr=0V2V1KHZ的正弦波，观测输入、输出电压波形，并说明电路功能。迟滞电压比较器⑴用专用集成比较器LM311构成迟滞电压比较器，电路如图4.6.4。R1=R2=10KΩUi5V20μS的三角波，观测当VR2V、﹣2V时的输入、输出电压波形，从波形上确定上、下触发电平VⅠ、VⅡ，画出电路的传输特性，争论VR对传输特性的影响。⑶设V0Ω，输入电压波形同2，观测R2分别为10Ω、5Ω时的输入、输出电压波形，确定其上下触发电平VⅠ、VFV＝R1/〔R1+R2〕对传输特性的影响。三、试验报告整理试验数据，在纸上画出观测到的波形，依据试验内容的要求，进展分析争论。试验十根本门电路的测试试验目的：把握门电路IC的测试方法；生疏门电路的规律功能；生疏虚拟试验试验条件一般微机、ElectronicWorkbench软件、虚拟门电路IC试验要求1、要求在试验前生疏ElectronicWorkbench软件的根本使用；2、预习课程相关内容、查阅有关门电路IC的资料；3、认真填写试验报告试验原理依据各类门电路的规律功能，将输入端接上规律电平，比照门电路规律功能的真值表进展测试。以以下图以与门的连接为例：在仪器器件栏中，选择字信号发生器，将输入字信号设置为0000，0001，0002，0003；Final设置为0003；Frequency5kHZ2位做为与门的输入。输出端连接规律〔也是在仪器器件栏中选择。4次“Step”按钮，就可运算出00，01，10，11的与运算结果。双击翻开规律，可以看到输出的电平信号变化。其它的门电路连接类似。试验步骤1、画出非门、与门、或门、异或门的规律符号图及对应的真值表；2、在ElectronicWorkbench软件的操作界面中安装有关元件，并连接有关线路。用开关接规律电平作为门电路的输入，用规律或者指示灯连接门电路的输出端作为输出电平指示；3、比照门电路的真值表一一进展测试，并记录；4、整理分析试验结果。思考、假设是试验中的指示灯是真实的〔如LE，在试验电路中要留意什么问题？试验十一编码器电路分析测试[选做]试验目的：把握优先编码器电路的工作原理，生疏中规模IC的使用试验条件一般微机、ElectronicWorkbench软件、8-3优先编码器IC74148试验要求、预习课程相关内容〔编码器电路原理；28-3优先编码器IC74148的有关资料试验原理及参考电路编码器的规律功能是将输入的每一个信号编写成一个对应的二进制编码时输入2个以上编码信号，但只对优先级别最高的信号进展编码。