电路分析第一次实验作业.docx
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电路分析第一次实验作业.docx
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电路分析第一次实验作业
院系:
信息科学与工程学院
专业班级:
信息安全一班
姓名:
冯玉萍
学号:
20090830102
实验一:
一、如下图所示,用叠加定理求出
的电压和通过它们的电流。
实验原理:
有实验表明:
由两个激励产生的响应为每一激励单独作用时产生的响应之和。
这是“线性”在多于一个独立源时的表现,称为“叠加性”。
有线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时,在该元件上产生的电流或电压的代数和,这就是叠加原理。
当某一个独立源单独作用时,其他独立源应为零值,即独立电压用短路代替;独立电流源用开路代替。
这就是说,在线性电路中,任意电流变量或电压变量,作为电路的响应,与电路各个激励的关系可表示为电路响应等于各个激励之和。
实验目的:
回顾并熟悉叠加原理的计算方法、原理和计算过程中相关的注意事项。
提升自己的实践操作能力。
并在实践中加深对叠加原理的理解和相关注意事项的记忆。
实验内容:
分别测量单独有电压源时对R1,R2,R3,R4的电流和电压的作用,再测量单独有4mA电流源和5mA电流源时对R1,R2,R3,R4的电流和电压的作用。
然后再将各个独立源时对R1,R2,R3,R4作用时的电流源和电压之和,再与全部独立源作用时相比,所得结果十分接近。
因此验证了叠加原理。
实验过程:
先在workbench中划出如下图所示的电路图,并记录相应的结果。
然后再分别划出只有电压源和只有电流源时的电路图,同时记录相应的结果,最后做出比较。
总体情况
R1:
:
U1=-3.739V,I1=-747.9uA
R2:
U2=-6.427V,I2=1.607mA
R3:
U3=8.261V,I3=4.130mA
R4:
U4=1.834V,I4=-611.3uA
只有电压源的情况
R1:
U1’=-9.147V,I1’=-1.829mA
R2:
U2’=-1.630V,I2’=407.4uA
R3:
U3’=2.853V,I3’=1.427mA
R4:
U4’=1.223V,I4’=-407.8uA
只有电流源I1的情况
R1:
U1’’=2.029V,I1’’=405.8uA
R2:
U2’’=5.675V,I2’’=-1.419mA
R3:
U3’’=2.209V,I3’’=1.015mA
R4:
U4’’=7.704V,I4’’=-2.568mA
只有电流源I2的情况
R1:
U1’’’=3.378V,I1’’’=675.7uA
R2:
U2’’’=-10.47V,I2’’’=2.618mA
R3:
U3’’’=3.378V,I3’’’=1.689mA
R4:
U4’’’=-7.093V,I4’’’=2.364mA
计算所得:
U1=3.378+2.029-9.147=-3.74V,与总体测量值-3.739很接近
U2=-10.47+5.675-1.630=6.427V,与总体测量值-6.427很接近
U3=3.378+2.209+2.853=8.44V,与总体测量值-8.261很接近U4=-7.093+7.704+1.223=1.834V,与总体测量值相等
I1=0.6757+0.4058-1.829=-747.5uA,与总体测量值-747.9uA很接近
I2=2.618-1.419+0.4074=1.6064mA,与总体测量值1.607mA很接近
I3=1.689+1.015+1.427=4.131mA,与总体测量值1.607mA很接近
I4=2.364-2.568-0.4078=-611.8uA,与总体测量值-611.3uA很接近
实验心得:
在做这个实验时,我加深了对叠加原理的理解,清楚地知道叠加原理是针对独立源的,而不包括受控源。
并且在做实验时须特别注意节点的标记,否则会出错,当时我就因为这个原因重新做了几次才得出正确答案,后来我就每次添加节点时都会验证节点是否真正的连上去了。
而且只有一个独立源作用时,其他独立源置零,对于电压源需特别注意是短路而不是开路。
刚开始时,我对于独立电压源置零时,直,接断开了,导致后面的结果出错,后来发现后,就特别注意,没有再犯类似的错误。
也加深了对于这些事项的记忆。
实验二:
二、用虚线将下列电路划分成两个单口网络N1和N2,分别用理想电流表和电压表替换N1,并求出替换前和替换后通过R5的电流误差。
改变可变电阻R2的阻值,测出三组数据。
N2
N1
实验原理:
若网络N由两个单口网络N1和N2连接组成,且已知端口电压和电流值分别为a和b,则N2或N1可以用一个电压为a的电压源或者用一个电流为b的电流源置换,不影响N1或N2内各支路电压、电流原有数据。
实验目的;熟悉回顾置换定理,并知晓其中的注意点。
在实践操作中加深对置换定理的理解和注意点的记忆。
实验内容:
分别测量用电压源和电流源置换前后流过R5的电流值和它们之间的误差。
实验步骤:
首先按照如下图在workbench中连接电路图,并改变R2的值3次,记录流过R5的电流值。
再N1和N2的电路中串联一个电流表显示读数,再并联一个电压表显示当前的电压,然后断开N1和N2的连线,分别用电流表显示的电流值的电流源置换N1,记录所得数据,用电压表显示的所得电压值的电压源置换N2,记录数据,再改变R2的值3次,依次同上步骤记录下所得结果,将所得结果与没有置换前的进行比较,得出误差。
没有置换前:
当R2=1K0hm,流过R5的电流为:
-1.451mA
当R2=3kohm,流过R5的电流为:
-1.273mA
当R2=5kohm,流过R5的电流为:
-1.200mA
用电流源置换N1:
当R2=1K0hm,
当R2=3kohm
当R2=5kohm,
当R2=1kohm时,流过R5的电流为:
-1.451mA,误差为0
当R2=3kohm时,流过R5的电流为:
-1.273mA,误差为0
当R2=5kohm,时,流过R5的电流为:
-1.200mA,误差为0
用电压源置换N1,
当R2=1kohm,
当R2=3kohm,
当R2=5kohm,
当R2=1kohm时,流过R5的电流为:
-1.452mA,误差为0.069%
当R2=3kohm时,流过R5的电流为:
-1.274mA,误差为0.079%
当R2=5kohm,时,流过R5的电流为:
-1.201mA,误差为0.083%
实验心得:
我认为在做这个实验之前,首先应该先弄清楚置换与诺顿定理和戴维南定理之间的区别,否则会造成在做实验时瞬时的概念模糊,不知道该怎么做,戴维南和诺顿定理是分别用电压源和电阻的串联,电流源和电阻的并联来替换N1或N2的,所得的替换后的解是一个关于i和u的方程,而置换所得的是一个值,在图上是一个点,理解了这个后对于实验的快速完成也有了很大的帮助,例如在连接了没有置换前的电路后,可以在N1和N2之间串联一个电流表显示电流,再用一个电压表显示电压,在R23次改变值时,立即记录当前电流表,电压表和流过R5的电流值,然后再置换后可直接用这些值的电压源和电流源分别置换,可节省大量时间。
总之,对于实验原理理解透彻后便可以简化实验步骤,快速完成实验。
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- 电路 分析 第一次 实验 作业