動態(tài)電路分析仿真實(shí)驗(yàn).doc

動態(tài)電路分析仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握 Multisim 編輯動態(tài)電路、設(shè)置動態(tài)元件的初始條件、掌握周期激勵的屬性及對動態(tài)電路仿真的方法。 2、理解一階 RC 電路在方波激勵下逐步實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)充放電的過程。 3、理解一階 RL 電路在正弦激勵下，全響應(yīng)與激勵接入角的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)器材計算機(jī)、Multisim軟件三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及分析 RC一階動態(tài)電路仿真實(shí)驗(yàn)1 一階RC電路的充、放電在 Multisim 10中，搭建RC充、放電仿真實(shí)驗(yàn)電路，如圖2.2.1所示。當(dāng)動態(tài)元件（電容或電感）初始儲能為零（即初始狀態(tài)為零）時，僅由外加激勵產(chǎn)生的響應(yīng)稱為零狀態(tài)響應(yīng)；如果在換路瞬間動態(tài)元件（電容或電感）已儲存有能量，那么即使電路中沒有外加激勵電源，電路中的動態(tài)元件（電容或電感）將通過電路放電，在電路中產(chǎn)生響應(yīng)，即零輸入響應(yīng)。R110k?V113 V J1Key = SpaceC11uF3120在 Multisim 10中，單擊圖2.2.1所示電路中開關(guān)J1的控制鍵A，選擇RC電路分別工作在充電（零狀態(tài)響應(yīng)）、放電（零輸入響應(yīng)）狀態(tài)。（1）RC充電（零狀態(tài)響應(yīng)）（2）RC放電（零輸入響應(yīng)） 2 一階RC電路的仿真實(shí)驗(yàn)。 當(dāng)一個非零初始狀態(tài)的一階電路受到激勵時，電路產(chǎn)生的響應(yīng)稱為全響應(yīng)。對于線性電路，全響應(yīng)是零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)之和。R=4.5K C=1UFC=5uf R=20k實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電容電壓波形受 R,C 元件參數(shù)及時間常數(shù)的影響。其中時間常數(shù)對波形的影響從圖上看：1.電容沖放電過程由近似的直線變成明顯的與電壓成非線形關(guān)系。 2.隨著時間常數(shù)的增大，電容一次充電和放電的時間間隔明顯增大。2.5.1 RLC串聯(lián)諧振電路仿真實(shí)驗(yàn)（1）測量電路諧振時的I0、VR、VL、VC、Q。打開仿真開關(guān)，用連接在電路中的雙蹤示波器分別測量激勵電壓源VS和電阻R兩端的電壓，如圖2.5.1（a）中所示在諧振的情況下，用示波器分別測量電感L和電容C兩端的電壓值；將測量的電感L（或電容C）兩端的電壓值除以電阻R兩端的電壓值，換算出電路的Q值；用串接在電路中的電流表測量電路中流過的電流I0，并將測量數(shù)據(jù)填入表2.5.1中。RLC串聯(lián)諧振實(shí)驗(yàn)電路數(shù)據(jù)（1）f0 /HzVR /VVL /V VC /V QI0 / mA 理論計算值159010100100101.0仿真測量值15851099.975100.003101.0（2）測量電路的諧振頻率、幅頻特性和相頻特性實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）在諧振情況下，電流與電壓同相位，電路呈現(xiàn)電阻性；（2）電感的端電壓UL與電容的端電壓UC大小相等，相位相反，相互補(bǔ)償，外加電壓與電阻上的電壓相平衡，即UR=UI ;（3）電感或電容的端電壓可能大大超過外加電壓，產(chǎn)生過電壓。電容或電感的端電壓與外電壓之比為:Q=UL/U=XLI/RI=XL/R=WOL/R,式中Q值越大，曲線越