电路仿真分析报告.docx

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电路仿真分析报告

电路仿真分析报告

电路仿真分析报告

题目：

电路仿真分析

姓名：

周XX

学号：

21306061108

班级：

13自动化

（2）班

专业：

13自动化

摘要：

基本原理基本原理

1、一阶电路零状态响应仿真分析

1.1基本原理

基本原理，基本原理

1.2建立电路图

基本原理，基本原理

1.3仿真结果分析及结论

基本原理，基本原理

2、一阶电路全响应仿真分析

2.1基本原理

基本原理，基本原理

2.2建立电路图

基本原理，基本原理

2.3仿真结果分析及结论

基本原理，基本原理

3、二阶电路的零状态响应仿真分析

3.1基本原理

基本原理，基本原理

3.2建立电路图

基本原理，基本原理

3.3仿真结果分析及结论

基本原理，基本原理

4.仿真分析总结

1.一阶电路零状态响应仿真分析（习题7-4）

1.1基本原理：

当开关连接到导线1时，此时电源电压给电容充电；一段时间后，把开关转换接到导线3时，此时电源电压并不起作用，电容释放其储存的能量，向外电路施激励引起响应。

因此，该过程为零状态。

1.2建立电路图：

1.3仿真结果分析及结果：

（1）a.当u=10uf时，电容电压、电流参数曲线：

b.当u=100uf时，电容电压、电流参数曲线：

c.当u=10mf时，电容电压、电流参数曲线：

分析及结论：

由图a中的电容的电压、电流变化曲线，可知，当开关在导线1时，电源电压给电容充电，电容两端的电压就是电阻R2两端的电压（当电阻R4时），故其值不变；由于电容相当于短路，所以没有电流通过它，其值也不变；而一段时间后把开关接到导线3时，电源电压给断路了，被充上电的电容充当电源释放电能，所以其两端的电压减小，通过其的电流也减少。

因为示波器不能直接测出电流，所以串联一个电阻，通过测串联后的电压曲线，由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线相同。

通过比较图a,b,c中电压、电流曲线变化，可以总结出，电容越大，放电时电压、电流减小的越慢。

（2）.当u=10uf一定时；

a.电压源为正弦波时，

b.电压源为三角波时，

c.电压源为矩形波时，

分析及结论：

当开关与导线1相接时，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电容两端的电压、电流的变化曲线也不同；但开关连接到导线3时，其电压、电流都减小，但变化趋势有点区别。

2.一阶电路零输入响应仿真分析（习题7-5）

2.1．基本原理：

当开关J1与导线2相连时，此时的电路中含有独立电源V1，电感L1对其具有阻碍作用且同时进行储存电能。

当开关J1与导线1相连时，电路中无独立电源，此时电路的响应由储能元件电感L1产生激励。

因此，该过程为零输入。

2.2.建立电路图：

2.3仿真结果分析及结论：

（1）.a.当L=1H时，

b.当L=100mH时，

c.当L=10mF时，

分析及结论：

由图a中的电感的电压、电流变化曲线，可知，当开关在导线2相连时，电感L1对其具有阻碍作用且同时进行储存电能，所以电压为0，而通过电感的电流就是通过电源的电流，所以恒定。

而一段时间后把开关接到导线1时，电源电压给断路了，被充上电的电感充当电源释放电能，所以通过其的电流减少，其两端的电压瞬间变大，反向充电，再接着减小至0。

因为示波器不能直接测出电流，所以串联一个电阻，通过测串联后的电压曲线，由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线的形状相同。

通过比较图a,b,c中电压、电流曲线变化，可以总结出，电感越小，放电时电压、电流减小的越快；电感越大，其放电时电压、电流减小的越慢。

（2）.当L=1H时

a.电源为正弦波时，

b．当电源为三角波时，

c．当电源为矩形波时，

分析及结论：

当开关与导线2相接时，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电感两端的电压、电流的变化曲线也不同；但开关连接到导线1时，其电压都瞬变，反向充电，随后电压、电流都减小。

3.一阶电路全响应仿真分析（习题7-6）

3．1.基本原理:

当开关J1打开的时，电路中存在独立电源V1，且独立电源对电容电感进行充电。

开关闭合后，含电感、电容的左右两边各形成回路，而电源被含开关K1断路，所以形成的左回路中电感作为电源进行放电；右回路电容继续充电。

所以，此过程为全响应。

3.2．建立电路图：

3.3.仿真结果分析及结论：

（1）．当L=1H时，

a.电容电压、电流变化曲线

电感电压、电流变化曲线：

分析及结论：

上图中a橘黄色的曲线是电容电压变换曲线，红色的曲线为电容电流变化曲线（因为示波器不能直接测出电流，所以串联一个电阻，通过测串联后的电压曲线，由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线的形状相同），b中红色曲线为电压变化曲线，蓝色曲线为电流变化曲线，当开关J1打开的时，电路中存在独立电源V1，且独立电源对电容C1、电感L1进行充电，此时的电容相当于断路，其两端电压是R3两端电压减去R2两端电压为恒定值，电流为0,；电感两端的电流也为恒定值，电压为0；当开关闭合后，含电感L1、电容C1的左右两边各形成回路，而此时电源被含开关K1断路，所以形成的左回路中电感作为电源进行放电；右回路电容也放电，随着电能的减少，电压、电流均减少。

（2）.

（a）.当L=1H，C=200mF时，

电感：

电容：

（b）.当L=10mH，C=2mF时，

电容：

分析及结论：

由上面的几个图比较可知，电感大小不同，其充放电的快慢不同，但电容两端的电压都不变，而通过电容的电流在开关L1打开时，电流为0，当闭合时，电流瞬间发生改变，随后保持不变。

（2）a.正弦波：

电容：

电感：

（2）.b.三角波：

电容:

电感：

（3）.c.矩形波：

电感:

电容：

分析及结论：

当开关打开时，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电感、电容两端的电压、电流的变化曲线也呈现不同；当电源电压为正弦波时，电容电压一直为0，而电容电流先是增大，但当开关闭合时就瞬间减小至0。

通过电感的电流在开关打开时，其变化和电源电压一样呈正弦波形变化，在开关闭合时慢慢减小至0；当电源电压为三角波时，电容电压一直保持不变，而电容电流先是增大，但当开关闭合时就瞬间增大接着保持不变。

通过电感的电流在开关打开时，其变化和电源电压一样呈三角波形变化，在开关闭合时先减小的快再慢慢减小至0；当电源电压为矩形波时，电感电压逐渐减小至0保持不变，电流和电压的变化曲线基本相同，但其最后是保持一个不为0的值，开关闭合时，电压瞬间变化，而电流随着时间的推移逐渐减小至0；电容电压一直保持不变，电流逐渐减小至一个定值后保持不变，开关闭合时，电压、电流瞬间改变后保持不变。

四．二阶电路的零状态响应仿真（分析习题7-8）

一．基本原理：

当开关J1与导线1相连接时，电源电压给电感提供电压，电感充电，当开关接到导线3时，电感释放电能。

二．建立电路图：

三．仿真结果分析及结论：

（1）.a.当L=3H时，电感：

b.当L=0.3H时，电感：

c.当L=0.03H时，电感：

分析及结论：

由图a（b\c）可知，开关与导线3相连时，其电压保持不变，而电流为0，当开关接到导线1时，电压瞬间变大紧接着马上慢慢减小至某一值时保持不变，而电流时一直慢慢增大至某一值时保持不变。

由上面三个图像可知，三个图像中的曲线变化规律是相同的，但唯一不同的就是在将开关与导线1相连时，随着电感的大小减小，电压、电流减小的越快，越快到达稳定值。

（2）a．电源为正弦波时，

b.电源为三角波时，

c．电源为矩形波时，

分析及结论：

当开关与导线3相连后再与导线1相连，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电感两端的电压、电流的变化也呈现不同曲线；当电源电压为正弦波时，通过电感的电流为0，在开关与导线1相连时，迅速增大一段时间后接着慢慢的增大，在慢慢减小，其电压迅速减小一段时间后接着慢慢的减小；当电源电压为三角波时，在开关与导线1相连时，电压方向迅速增大后再迅速减小接着慢慢的减小至稳定值。

电流方向迅速增大后再慢慢减小；当电源电压为矩形波时，在开关与导线1相连时，电压迅速增大后再迅速减小接着慢慢的减小至稳定值。

电流迅速增大后再慢慢慢慢增大至稳定值。