电路分析基础实验报告13757.docx
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电路分析基础实验报告13757.docx
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电路分析基础实验报告13757
实验一
1.实验目的
学习使用workbench软件,学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。
2.解决方案
1)基尔霍夫电流、电压定理的验证。
解决方案:
自己设计一个电路,要求至少包括两个回路和两个节点,测量节点的电流代
数和与回路电压代数和,验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。
2)电阻串并联分压和分流关系验证。
解决方案:
自己设计一个电路,要求包括三个以上的电阻,有串联电阻和并联电阻,测
量电阻上的电压和电流,验证电阻串并联分压和分流关系,并与理论计算值相比较。
3.实验电路及测试数据
4.理论计算
根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下:
Is=I1+I2,
U1+U2=U3,
U1=I1*R1,
U2=I1*R2,
U3=I2*R3
解得,U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A
5.实验数据与理论计算比较
由上可以看出,实验数据与理论计算没有偏差,基尔霍夫定理正确;
R1与R2串联,两者电流相同,电压和为两者的总电压,即分压不分流;
R1R2与R3并联,电压相同,电流符合分流规律。
6.实验心得
第一次用软件,好多东西都找不着,再看了指导书和同学们的讨论后,终于完成了本次实验。
在实验过程中,出现的一些操作上的一些小问题都给予解决了。
实验二
1.实验目的
通过实验加深对叠加定理的理解;学习使用受控源;进一步学习使用仿真测量仪表测量
电压、电流等变量。
2.解决方案
自己设计一个电路,要求包括至少两个以上的独立源(一个电压源和一个电流源)和一个受控源,分别测量每个独立源单独作用时的响应,并测量所有独立源一起作用时的响应,
验证叠加定理。
并与理论计算值比较。
3.实验电路及测试数据电压源单独作用:
电流源单独作用:
共同作用:
4.理论计算
电压源单独作用时:
-10+3Ix1+2Ix1=0,得Ix1=2A;
电流源单独作用时:
得
Ix2=-0.6A;
两者共同作用时
:
得
Ix=1.4A.
5.实验数据与理论计算比较
由上得,与测得数据相符,Ix=Ix1+Ix2,叠加定理得证。
6.实验心得
通过本实验验证并加深了对叠加定理的理解,同时学会了受控源的使用。
实验三
1.实验目的
通过实验加深对戴维南、诺顿定理的理解;学习使用受控源。
2.解决方案
自己设计一个有源二端网络,要求至少含有一个独立源和一个受控源,通过仪表测量其开路电压和短路电流,将其用戴维南或诺顿等效电路代替,并与理论计算值相比较。
实验过程应包括四个电路:
1)自己设计的有源二端网络电路,接负载RL,测量RL上的电流或电压;2)有源二端网络开路电压测量电路;3)有源二端网络短路电流测量电路;
3)原有源二端网络的戴维南(或诺顿)等效电路,接(
1)中的负载
RL,测量
RL上的电压
或电流。
3.实验电路及测试数据原电路:
开路电压测量:
短路电流测量:
戴维南等效电路:
4.理论计算
开路电压:
Uoc=10V,
短路电流:
Ioc=1/150=0.667A,
输出电阻:
Ro=Uoc/Ioc=1.5kΩ.
5.实验数据与理论计算比较
由上可知,计算结果与测量结果相符,且等效电路在负载上引起的响应与原电路相同,
验证了戴维南等效法的正确性。
6.实验心得
通过本实验验证并加深了对戴维南、诺顿定理的理解。
实验四
1.实验目的
通过实验加深对理想运放的负反馈电路理解。
2.解决方案
自己设计一个理想运放负反馈电路,可以是反向比例电路,正向比例电路,加法电路等,
可以设计一级或多级,测量其输出电压值,并与理论计算值相比较。
(注意运放输入电压必
须是小信号,电压值控制在1v以下。
)
3.实验电路及测试数据
反向比例器:
4.理论计算
由虚短和虚断知,U0=0,I1=I2,即(U1-U0)/R1=(U0-U2)/R2,得U2=-U1*R2/R1。
5.实验数据与理论计算比较
根据理论计算,U2=-12V,与测量结果一致,即本电路可以作为反向比例器使用。
6.实验心得
通过本次实验验证并加深了对理想运放的负反馈电路理解。
实验五
1.实验目的
(1)学习使用示波器。
(2)通过模拟仪器测试RC电路的充放电特性,观察电容器充放电过程中电压与电流的变化规律。
1.实验内容与步骤
1、RC电路的充放电特性测试
(1)在EWB的电路工作区按上图图连接。
可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)改变C数值计算其时间常数。
绘出虚拟示波器显示的输出波形图,也可自行设计实
验。
使用EWB时注意选择适当的仿真仪表量程。
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。
使用示波器时要注意选择合适的时间和幅值来
观察波形。
/
3.实验电路及测试数据1uF电容充电:
1uF电容放电:
0.1uF电容充电:
0.1uF电容放电:
电容具有充放电功能,充放电时间与电路时间常数=RC有关。
4.理论计算
当C1=0.1uF时,时间常数τ=RC1=1ms,当C2=1uF时,τ=RC2=10ms;
充电时电容电压为零状态响应,Uc(t)=12*(1-)V,
放电时电容电压为零输入响应,Uc(t)=12*V。
5.实验数据与理论计算比较
比较计算结果和测量数据可得,电容充放电的时长与电路时间常数有关(τ越大,充放
电时间越长),且测得的响应曲线与计算结果一直。
6.实验心得
通过本次实验,学习了使用示波器。
通过模拟仪器测试RC电路的充放电特性,观察到
了电容器充放电过程中电压与电流的变化规律。
实验六
1.实验目的
通过实验加深对交流电路中幅值、有效值、相位的理解;学习使用交流信号源和仿真仪
表测量交流电压、电流,学习使用示波器。
2.实验电路及测试数据串联:
并联:
电阻的u、i相位关系:
电容的u、i相位关系:
电感的u、i相位关系:
3.理论计算
串联:
ω=2π?
=1005.3,
则Zr=R=5Ω,Zc=-j/(ωc)=-2.49jΩ,Zl=jωL=0.5jΩ,,
从而Ur=|s*Zr/(Zr+Zc+Zl)|=93.2V,
Uc=|*Zc/(Zr+Zc+Zl)|=9.5V,
Ul=|*Zl/(Zr+Zc+Zl)|=45.75V.
并联:
ω=2π?
=1005.3,
则Zr=R=50Ω,Zc=-j/(ωc)=-39.8jΩ,Zl=jωL=20.11jΩ,,
于是Ir=|s*(Zc+Zl)/(Zr+Zc+Zl)|=64.6A,
Ic=|s*(Zr+Zl)/(Zr+Zc+Zl)|=82.2A
Il=|s*(Zc+Zr)/(Zr+Zc+Zl)|=158.5A
电阻的u、i相位关系:
根据电阻的电气特性可知u与i同相,即相位差为零。
电容的u、i相位关系:
根据电容的电气特性可知电流领先电压。
。
电感的u、i相位关系:
根据电感的电气特性可知电压领先电流。
。
4.实验数据与理论计算比较
比较后可知实验测量数据与计算结果相符,串联电压和并联电流分别满足
=+(),=+()的关系,即满足一种矢量关系。
各元件上u、i的相位关系也已理论知识一致。
5.实验心得
通过本次实验加深了对交流电路中幅值、有效值、相位的理解;学会了使用交流信号源
和仿真仪表测量交流电压、电流。
实验七
1.实验目的
通过实验加深对交流电路中相量计算的理解。
2.实验电路及测试数据
KVL验证:
Uc落后于Ur90度,
Ul领先于Ur90度。
KCL验证:
Ir领先于I44度
Il落后I37度
Ic领先I137度。
3.理论计算
KVL:
ω=2π?
=1005.3,故Zr=R=20Ω,Zc=-j/(ωc)=-24.87jΩ,Zl=jωL=50.27jΩ,
设电流相量为=I∠A,根据KVL有:
=++,
由VCR有=Zr*,=Zc*,=Zl*,=*(Zr+Zc+Zl),
解得:
=3.1∠A,=62∠V,=-77.1∠()V,=155.84∠V,
KCL:
ω=2π?
=1005.3,故Zr=R=50Ω,Zc=-j/(ωc)=-39.79jΩ,Zl=jωL=20.11jΩ,
设电流相量
=3∠
A,根据
KCL
有
=
+
+,
由VCR有,
*Zr=
*Zc=
*Zl
解得
∠
A,
=2.25∠(
)A,
=2.37∠()A。
4.实验数据与理论计算比较
比较计算结果与测量结果,两者一致,验证了交流电路的KVL和KCL。
5.实验心得
通过本次实验加深了对交流电路中相量计算的理解。
实验八
1.实验目的
通过实验加深对三相交流电路中相电流、
线电流、相电压、线电压的理解;
学习使用交
流信号源和仿真仪表测量交流电压、电流。
2.解决方案
自拟实验电路,用交流电压表、电流表测量星形联接及三角形联接的三相负载的相电流、
线电流、相电压、线电压有效值大小。
3.实验电路及测试数据星形负载:
三角形负载:
4.实验数据与理论比较
由图知,对于星形负载,线电流等于相电流,线电压为相电压
倍;
对于三角形负载,线电压等于相电压,线电流为相电流的
倍。
5.实验心得
通过本次实验加深了对三相交流电路中相电流、线电流、相电压、线电压的理解。
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- 电路 分析 基础 实验 报告 13757