RC电路特性的EWB仿真文档格式.docx
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图1-2 RC微分电路
而当
足够大就构成积分电路,从电容两端输出的电压与输入电源电压之间呈积分关系,如图1-3。
图1-3 RC积分电路
三、实验实训内容与步骤
1、RC电路的充放电特性测试
(1)在EWB的电路工作区按图1-1连接电路并存盘。
注意要按自己选择的参数设置。
(2)选择示波器的量程,按下启动\停止开关,通过空格键使电路中的开关分别接通充电和放电回路,观察不同时间常数下RC电路的充放电规律。
(3)该实验要求同学自行选择合适的电路参数,并选取几组不同的数值,通过开关的不同位置,使电容分别处于充电及放电的状态,观察其充放电时间常数对波形的影响。
记录每一组测试时的电容、电阻的参数,并计算其时间常数。
2、RC微分电路
(1)在EWB的电路工作区按图1-2连接电路并存盘。
(2)选择信号发生器的输出信号为矩形波信号,注意其周期要与时间常数
相对应。
(3)选择示波器的量程,按下启动\停止开关,观察不同时间常数下微分电路的输出电压波形。
(4)RC微分电路的特性观察由同学自行设计参数,注意,选择参数时要使
由大到小变化。
3、RC积分电路
(1)在EWB的电路工作区按图连接电路并存盘。
(3)选择示波器的量程,按下启动\停止开关,观察不同时间常数下积分电路的输出电压波形。
(4)RC积分电路的特性观察也由同学自行设计参数,注意,选择参数时要使
由小到大变化。
四、注意事项
1、使用EWB时注意选择适当的仿真仪表量程。
2、注意微分电路与积分电路的接线是否正确,输出电压端子是否正确。
3、每次要通过按下操作界面右上角的“启动/停止开关”接通电源,或者暂停来观察波形。
4、使用示波器时要注意选择合适的时间和幅值来观察波形。
5、选择信号发生器的不同占空比对输出波形有影响。
五、实验实训报告
按规定完成实验实训报告,并回答以下问题:
1你设计的RC电路中电阻、电容的参数是多少?
如果观察RC充放电电路,你所选择示波器的单位格时间和幅值各为多少?
2、RC微分电路和积分电路在结构和输出电压方面各有何特点?
3、改变RC微分电路和积分电路的时间常数,波形会如何变化?
(分别说明)
4、你在进行电路测试时发现了什么问题?
你是如何解决的?
实训二三相交流电电路的仿真实训
一、实训目的
通过基本的星形三相交流电的供电系统实验,着重研究三相四线制和三相三线制,并对某一相开路、短路或者负载不平衡进行研究,从而熟悉星形三相交流电的特性。
二、实训原理
电工学中三相交流电的原理可以参考有关书籍,这里仅以软件仿真的实现原理:
1、利用三个频率50HZ、有效值220V、相位各相差120度的正弦信号源代替三相交流电。
并且作为子电路处理。
2、每相负载均采用120V、250W的灯泡与100Ω串联(软件没有220V的灯泡)。
3、星形三相四线制:
三相交流源的公共端N与三相负载的公共端相连。
4、当三相电路出现若干的故障时,对应电压和电流会发生什么现象去验证理论。
三、实训电路(Multisim)以及实验步骤
1、星形三相四线制子电路(图1)
图1三相交流电子电路
(1)选择三个正弦信号源,参数设置为频率50HZ、有效值220V、相位各相差120度,按图连接。
(2)子电路制作:
●点击菜单栏的[Edit]中SelectAll项,或者Ctrl+A选中全部电路。
●点击菜单栏的[Place]中ReplacebySubcircuit项,弹出子电路命名框,填写abcn或者其它名字,确认回车后整个电路缩变为子电路。
●将此子电路存盘,方便以后调用。
说明:
下面的一些实验附图中有些灯泡不亮,实际是亮的,只是软件在计算时反映状态有相位的先后之分,可在实验中看出。
2、中线正常,三相负载平衡电路(图2)
图2中线正常,三相负载平衡电路
实验分析:
●三相负载相等(57.6Ω+100Ω),三相的电流也相等(220V/157.6Ω=1.397A)。
●各相的线电压相等(均为380V)。
●各相的相电压相等(均为220V)。
●中线电流为0。
●负载中点与电源中点电压差为0。
3、中线正常,三相负载不平衡(图3)。
图3中线正常,三相负载不平衡电路
●C相负载减少,C相的电流减少,其它两相的电流不变。
●每相的线电压相等(均为380V)。
●每相的相电压相等(均为220V)。
●AB两相的电流为1.397A,C相电流为220V/257.6Ω=0.855A。
●中线电流不为0,其电流值与电流小的C相相加等于正常相的电流。
●负载中点与电源中点电压差为电流表的压降。
4、中线正常,三相中一相短路(图4、图5的中线电阻不同)。
图4中线正常,一相短路电路(中线电流表内阻10–9Ω)
图5中线正常,一相短路电路(中线电流表内阻10–10Ω)
实验分析(图4):
●C相短路,短路电流几乎无穷大。
●AB相的线电压为380V、AC和BC相的线电压为291V。
●A相和B相的相电压也为291V,电流增大为291V/157.6Ω=1.847A。
●C相的相电压为0。
●中线电流不为0,几乎无穷大。
●负载中点与电源中点电压差为电流表的压降,达到110V。
电路说明:
●这种情况是不允许的,故在每一相应该有保险丝。
●C相短路所引起的上述现象情况比较复杂,由于中线的电流表的内阻为10-9Ω,故得出以上结果,但是换一种内阻,结果会不完全一样,可以参考图5所示。
当中线的电阻完全为0时,未短路的两相相电压等于220V即正常,说明中线的电阻一定要足够小(粗铜线)。
5、中线正常,三相中一相开路(图6)
图6中线正常,三相中一相开路
●C相开路,开路电流为0(表头微小读数是电压表的漏电流),是图3的极限情况。
●三相的线电压均为380V。
●三相相电压也均为220V。
●AB相的电流为220V/157.6Ω=1.397A。
●中线电流=其中一相电流。
6、没有中线,三相负载平衡(图7)
图7没有中线,三相负载平衡
●只要是三相负载平衡,有和没有中线的情况相同。
7、没有中线,三相负载不平衡(图8)
图8没有中线,三相负载不平衡
●三相负载不平衡,引起负载中点电压偏移,随着负载的不同,中点电压的偏移也不同。
所以供电工程应尽量考虑三相的负载分配。
●AB两相的相电压约为205V,电流为205V/157.6Ω=1.305A。
可由理论计算。
●C相的相电压约为252V,电流为252V/257.6Ω=0.982A。
●负载中点与电源中点存在电压差,三相负载中点偏移达32V。
●若C相的负载电阻换成300Ω,则C相的相电压为270V,中点偏移为50V,AB两相的相电压为199V。
8、没有中线,三相中一相短路(图9)
图9没有中线,一相短路电路
●C相短路,相当于C相接到负载中点(220V)。
●C相的相电压为220V–220V=0V。
●A相和B相的相电压变成了线电压380V,电流增大到原来的1.732倍烧毁灯泡。
图上显示A、B相的电流为0是因为灯泡烧毁了。
●三相之间的线电压仍然为380V。
●各电流表的微小读数均为电压表的漏电流。
9、没有中线,三相中一相开路(图10)
图10没有中线,一相开路电路
●
C相开路,AB两相的相电压==190V。
●AB相的电流为190V/157.6Ω=1.210A
●C相的相电压约为220V的3/2倍即等于330V。
●负载中点漂移电压为C相的330V减去原来的相电压220V等于110V。
●C相的电流表微小读数为电压表的漏电流。
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