电路仿真实验报告.doc
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电路仿真实验报告.doc
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电路仿真实验报告
电气工程学院
姓名:
杨钊
班级:
2012级5班
学号:
2012302540156
实验一基尔霍夫定律和迭加原理
1.基尔霍夫定律
1.实验步骤
1.按原理图连接电路,如下所示
图1-1实验原理图
2.将K1,K2合向电源一边,运行仿真
2.按表1-1所给的各参量进行测量并进行实验记录
表1-1基尔霍夫定律
/(mA)
/(mA)
/(mA)
验证=
16
-2.667
13
节点b:
0
/(V)
/(V)
/(V)
/(V)
/(V)
验证=0
回路abcda
回路abda
3.2
0.8
6.8
-10
6
0
0
3.验证基尔霍夫电流定律
=+=16-2.667=13.333mA
==13Ma
在误差范围内可认为两者相等,故基尔霍夫电流定律成立
4.验证基尔霍夫电压定律
=+++=3.2+0.8+6-10=0
=++=3.2+6.8-10=0
故基尔霍夫电压定律成立
2.叠加定理
1.实验步骤
实验电路如下
1. 把K2掷向短路一边,K1掷向电源一边,使Us1单独作用,测量各电流、电压记录与表1-2中。
2.把K1掷向短路一边,K2掷向电源边,使Us2单独作用,测量各电流、电压记录与表1-2中。
3.两电源同时作用是的数据在实验内容1中获取。
表1-2叠加原理
/(mA)
/(mA)
/(mA)
(V)
(V)
(V)
Us1单独作用
26
-16
9.524
5.143
4.857
4.857
Us2单独作用
-9.714
14
3.810
-1.943
-4.057
1.943
Us1、Us2共同作用
16
-2.667
13
3.2
0.8
6.8
验证迭加原理
16.3
-2
13
3.2
0.8
6.8
2.实验数据分析
1.据图1-1给定参数,计算当Us1和Us2共同作用时电压电流,并与测量值进行比较。
+=
200+510=10
300+510=6
解得:
=16mA,=2.67mA,=13mA
=200=3.2,=300=0.8,=510=6.8
/mA
/mA
/mA
/v
/v
/v
计算值
16
2.67
13
3.2
0.8
6.8
测量值
16
2.67
13
3.2
0.8
6.8
相对误差
0
0
0
0
0
0
2.误差分析
由表中数据,测量值与计算值相等,没有实验误差
实验二戴维南定理及功率传输最大条件
1.实验步骤
1.按下图连线,改变电阻R的值,测量对应的电流和电压值,数据填在表2-1内。
根据测量结果,求出对应的戴维南等效参数。
图3-3
表2-1线性含源一端口网络的外特性
R()
0
100
200
300
500
700
800
I(mA)
16
13
11
9.7
7.6
6.3
5.8
0
U(V)
0
1.32
2.32
2.90
3.81
4.44
4.62
7.20
2.求等效电阻,电路图如下。
并将结果填入下表
方法
1
2
3
(K
4.430
4.436
4.437
的平均值
4.434
表2-2等效电阻
3.戴维南等效电路
测量其外特性,将数据填入表2-3中
表2-3戴维南等效电路
R()
0
100
200
300
500
700
800
I(mA)
16
13
11
9.7
7.6
6.4
5.8
0
U(V)
0
1.33
2.24
2.91
3.80
4.41
4.63
7.2
试验1的测量曲线
试验3的测量曲线
由图可知,两曲线相同,即原电路与等效电路的外特性相同,因此原电路可用戴维南电路等效
2.总结parameter分析
最大功率传输条件
运行parametersweep,参数设置如下:
图2.5(a)参数设置
(1)
图2.5(b)参数设置
(2)
P=f(Rl)曲线如下:
图(2.6)
(在绘图中,参数的选择是很重要的,只有调节好参数,才能将数据直观地显示在图中。
)
调节参数后得到如下图:
图(2.7)线性含源一端口外特性
3.从图中可以看出,最大功率出现在将近440Ω的地方,由此可知最大功率传输定理是正确的。
实验三受控源特性的研究
1.实验步骤
1.受控源VCVS的转移特性曲线=f()及外特性=f()
(1)按图3-2接线,取2K。
运放加12V电源
1.按表3-1改变稳压电源输出,测量及相应的值,填入表3-1中。
2.绘制=f()曲线,并由其线性部分求出其转移电压比
表3-1VCVS
0
1
2
3
4
5
(V)
0.24m
2
4
6
7.85
7.99
转移电压比u=2。
(2)保持=2V,按表3-1调节及的值,填入表3-2中,并绘制=f()曲线
表3-2VCVS
0
1
2
10
30
100
(V)
-408u
4
4
4
4
4
4
(mA)
-0.04A
4
2
0.4
0.13
0.04
0
2.受控源VCCS的转移特性f()及外特性=f()
(1)按图3-3接线,R取2。
1.按表3-3改变稳压电源输出,测量及相应的值,填入表3-3中。
2.绘制=f()曲线,并由其线性部分求出其转移电导g
表3-3VCCS
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
(mA)
1.1u
0.5
1
1.5
2
2.5
2.95
3.09
3.09
转移电导g=1。
(3)保持=2V,按表3-4调节及的值,填入表3-4中,并绘制=f()曲线
表3-4VCCS
0
1
2
3
4
5
(mA)
2
2
2
2
1.96
1.77
(V)
0.02m
2
4
6
7.8
8.8
3.受控源CCVS的转移特性f()及外特性=f()
(1)按图3-4接线,为可调恒流源,R取2。
1.按表3-5改变恒流源输出,测量及相应的值,填入表3-5中。
2.绘制f()曲线,并由其线性部分求出其转移电阻r
表3-5CCVS
(mA)
0
0.8
1.2
1.6
2.0
(V)
1.12m
-0.8
-1.2
-1.6
-2.0
转移电阻r=-1。
(2)保持,按表3-6调节及的值,填入表3-6中,并绘制=f()曲线
表3-6CCVS
1
2
10
30
100
(V)
-0.99
-0.99
-0.99
-0.99
-0.99
-0.99
(mA)
-0.99
-0.5
-0.1
-0.03
-0.01
0
4.受控源CCCS的转移特性f()及外特性=f()
(1)按图3-5接线,为可调恒流源,R取2。
1.按表3-7改变恒流源输出,测量相应的值,填入表3-7中。
2.绘制f()曲线,并由其线性部分求出其转移电流比
表3-7CCCS
(mA)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
转移电流比a=2。
(2)保持,按表3-8调节及的值,填入表3-8中,并绘制=f()曲线
表3-8CCCS
0
0.1
0.2
0.5
1
2
(mA)
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
(V)
0
0.08
0.16
0.4
0.8
1.6
根据实验数据,分别画出四种受控源的转移特性和负载特性曲线,并求出相应的转移参数。
对实验结果进行总结和分析,总结对这四种受控源的认识和理解
总结:
1:
受控源均是以电路中一条支路的电量(电流或电压)作为控制量,在另一条支路上实现电流与电压的输出。
受控电源并非电路中真正的激励,不向电路提供能量,它反映的仅仅是两个电量之间的控制与被控制的关系。
2:
运放可以实验电压和电流放大功能。
实验四电压源与电流源的等效变换
实验步骤
1.按原理图连接电路,如下所示
设电流源恒定输出,使源电流为10mA。
R使用1K电位器
按表4-1调整R的值,观察并记录电流表和电压表的变化。
将测试结果记入表4-1中
表4-1电流源与电压源的等效变换
R()
0
200
300
510
1K
理想电流涯
(mA)
10
10
10
10
10
U(V)
0
2
3
5
9.998
实际电流源
(mA)
10
8.33
7.70
6.67
5.00
U(V)
0
1.667
2.31
3.3
5.00
等效实际电压源
(mA)
10
8.33
7.70
6.67
5.00
U(V)
0
1.667
2.31
3.3
5.00
4.绘制各电源的伏安特性曲线
比较两电源互换后的结果,如有误差请分析产生的原因
两电源互换后,伏安特性相同。
如有误差,可能是由接触电阻产生
实验五三相电路的研究
虚拟仪器
三相电源、灯泡。
实验内容
1、按图(5.1)接线,三相电源接线电压120V。
按表(5.1)要求测量出各电压和电流值。
图(5.1)三相电源接线(a)
表(5.1)三相电源接线(a)
待测数据
实验内容
UUV
(V)
UVW
(V)
UWU
(V)
UUX
(V)
UVY
(V)
UWZ
(V)
UON
(V)
IU
(V)
IV
(V)
IW
(V)
ION
(V)
负载对称
有中线
207.862
207.862
207.862
120.009
120.009
120.009
0.120.u
1.042
1.042
1.042
1.200u
无中线
207.862
207.862
207.862
120.009
120.009
120.009
0.120.u
1.042
1.042
1.042
0.461p
负载不对称
有中线
207.862
207.862
207.862
120.009
120.009
120.009
0.104m
1.042
1.042
2.083
1.042
无中线
207.862
207.862
207.862
137.489
137.489
90.007
30.002
1.193
1.193
1.563
0.300u
2、按图(5.6)接线。
三相电源接220V,按表(5.2)要求测量电压、电流。
图(5.2)三相电源接线(b)
表(5.2)三相电源接线(b)
负载情况
UUX
UVY
UWZ
I
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