電路大作業(yè) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

1、上海電力學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（1） 院系： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí)（班級(jí)）： 2012021 學(xué)生姓名：鄧 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 向國(guó)芬 成 績(jī)： 2014年 01 月 10 日教師評(píng)語(yǔ)：仿真實(shí)驗(yàn)一：電阻電路輔助分析（回路電流法）一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)以及熟練電路仿真軟件的使用；2. 學(xué)會(huì)運(yùn)用回路電流法分析電路；3. 掌握功率的測(cè)量與計(jì)算方法；4. 學(xué)會(huì)用仿真軟件來(lái)驗(yàn)證定理的可行性。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：用回路電流法求解下圖（1）所示電路中的電壓u,。圖（1） 圖（2）理論分析：1. 電路中有一個(gè)無(wú)伴電流源支路2. 電路中有一個(gè)受控電流源，且可先將其看作獨(dú)立電流源處理；3. 電路中有3

2、個(gè)網(wǎng)孔，數(shù)量較少綜上，此題用回路電流法，選取回路電流通過(guò)該無(wú)伴電流源，另選取兩條回路電流和，如圖（2）所示。列出回路電流方程： 20+2+4-2-20=12=0.1u=4u=-解得 =0.8 A=3.6 Au=8 V P=2×12+6-2（-）=9.92W (發(fā)出功率)三. 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試設(shè)計(jì)下圖所示的仿真電路：測(cè)量仿真電路中的電流電壓和功率，看是否與計(jì)算值相同：觀察仿真電路數(shù)據(jù)，可見(jiàn)仿真得=0.8A,=3.6A,u=8V,P=9.92W與理論值相符。四.實(shí)驗(yàn)結(jié)論與回路電流法使用時(shí)的注意事項(xiàng)回路電流法是以回路電流作為未知量，根據(jù)KVL列出必要的回路電壓方程，聯(lián)立求解回路電流。本實(shí)

3、驗(yàn)證明了回路電流法的正確性。在運(yùn)用回路電流法時(shí)需注意：1. 回路電流法適用于回路數(shù)較少的電路；2. 受控電流源可看成獨(dú)立源列方程；3. 當(dāng)電路中含有無(wú)伴電流源時(shí)，讓其自身構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立回路；4. 方程的數(shù)目要與未知數(shù)相同。特別的在判斷發(fā)出還是吸收功率是要把計(jì)算值和參考方向是否關(guān)聯(lián)同時(shí)考慮進(jìn)去。本題中計(jì)算值為正，但是看電路圖可知電流與電壓為非關(guān)聯(lián)方向，因此得出結(jié)論為發(fā)出功率。五.實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)會(huì)了運(yùn)用回路電流法分析電路，了解了回路電流法的注意事項(xiàng)，同時(shí)掌握了回路電流法的特殊情況的求解方法。并且會(huì)綜合運(yùn)用KVL、KCL、回路電流法等多種方式分析電路。由于是第一次使用仿真軟件，在仿真的過(guò)程

4、中出現(xiàn)了許多的小錯(cuò)誤，例如電流表和電壓表接錯(cuò)，接反；忘記接地；把受控源接反等。但熟練了之后就不會(huì)犯錯(cuò)了，我基本上學(xué)會(huì)了軟件的簡(jiǎn)單操作。并且學(xué)會(huì)了畫(huà)圖工具的使用，還用到了公式編輯器。大作業(yè)的開(kāi)端就收獲的不僅僅的電路知識(shí)，相信在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中會(huì)越來(lái)越好。仿真實(shí)驗(yàn)二：電阻電路輔助分析（結(jié)點(diǎn)電壓法）一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會(huì)運(yùn)結(jié)點(diǎn)電壓法分析電路；2. 學(xué)會(huì)處理結(jié)點(diǎn)電壓法中的特殊情況；3. 掌握功率的測(cè)量與計(jì)算方法。4. 熟練仿真軟件的使用。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：求下圖中的，并求獨(dú)立電流源的功率。理論分析：1. 電路中有三個(gè)回路，除接地點(diǎn)外有兩個(gè)結(jié)點(diǎn)；2. 電路中無(wú)無(wú)伴電源；3. 電路中有與獨(dú)立電流源相連接的電

5、阻，在列方程時(shí)直接忽略。根據(jù)節(jié)點(diǎn)，寫(xiě)方程：U11+1+1-U2=10U21+1-U1=2I+9U1=10+I解得： U1=3VU2=-1VI=-7A P=UI=9×1-U2×9=-72W (發(fā)出功率) 三 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試設(shè)計(jì)如下圖所示的仿真電路：測(cè)量仿真電路中的電流電壓和功率，看是否與計(jì)算值相同：可以看到，電流表的讀數(shù)為I=-7A，功率表讀數(shù)為P=-72W與理論值相符。四 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與結(jié)點(diǎn)電壓法使用時(shí)的注意事項(xiàng)結(jié)點(diǎn)電壓法是以結(jié)點(diǎn)電壓作為未知量，根據(jù)KCL列出必要的借點(diǎn)電流方程，聯(lián)立求解結(jié)點(diǎn)電壓。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明結(jié)點(diǎn)電壓法的正確性。在運(yùn)用結(jié)點(diǎn)電壓法時(shí)需注意： 1. 有無(wú)伴

6、電壓源時(shí)，選取無(wú)伴電壓源的負(fù)極為參考節(jié)點(diǎn)； 2.無(wú)伴電流源與電阻串聯(lián)時(shí)，列結(jié)點(diǎn)電壓方程式忽略電阻，但計(jì)算內(nèi)部電壓時(shí)不可忽略；也可在電流源與電阻之間增設(shè)一個(gè)結(jié)點(diǎn)；本題中功率計(jì)算值為負(fù)，但是看電路圖可知電流與電壓為關(guān)聯(lián)方向，因此得出結(jié)論為發(fā)出功率。五 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)會(huì)了運(yùn)用結(jié)點(diǎn)電壓法分析電路，了解了結(jié)點(diǎn)電壓法的注意事項(xiàng)，同時(shí)掌握了結(jié)點(diǎn)電壓法的特殊情況的求解方法。本次在仿真軟件的使用上有了很大的進(jìn)步，在接這類電路的時(shí)候已經(jīng)很熟練。但是熟練之后過(guò)于追求速度，忘記接地線，而且這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)在多次測(cè)試試驗(yàn)電路中。因此，我認(rèn)為多多練習(xí)，養(yǎng)成良好的習(xí)慣是很有必要的。仿真實(shí)驗(yàn)三：電阻電路輔助分析

7、（疊加定理）一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握疊加定理及其應(yīng)用；2. 了解疊加定理的適用范圍以及注意事；3. 學(xué)會(huì)用仿真軟件來(lái)驗(yàn)證定理的可行性。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：運(yùn)用疊加定理求下圖所示電路中的電壓U。理論分析：（1）當(dāng)左邊的2V電壓源單獨(dú)作用時(shí)，電路圖如（a）所示：圖（a）U(1 )=1×22+1+2×22+2=0.5V（2）當(dāng)右邊2V電壓源單獨(dú)作用時(shí)，電路圖如（b）所示：圖（b）U(2)= 11+2×1×21+22+1×21+2×2 = 0.25V（3）當(dāng)2A電流源單獨(dú)作用時(shí)，電流源如（c）所示： 圖（c）U(3)= - 2+22×2

8、+12+2+22×2+1×2 =-1V根據(jù)疊加定理，三個(gè)電源同時(shí)作用時(shí)，有U=U1+U2+U(3)=0.5+0.25-1=-0.25V三 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試設(shè)計(jì)下圖所示仿真電路：可見(jiàn)，當(dāng)三個(gè)電源共同作用時(shí)，R2上的電壓U為-0.25V。接著討論各電源單獨(dú)作用時(shí)的情況：（1）當(dāng)左邊2V電壓源單獨(dú)作用時(shí)，仿真電路如下圖所示：可見(jiàn)，當(dāng)左邊2V電壓源單獨(dú)作用時(shí)，R2上的電壓U(1)為0.5V。（2）當(dāng)右邊2V電壓源單獨(dú)作用時(shí)，仿真電路如下圖所示：可見(jiàn)，當(dāng)右邊2V電壓源單獨(dú)作用時(shí)，R2上的電壓U(2)為0.25V。（3）當(dāng)2A電流源單獨(dú)作用時(shí)，仿真電路如下圖所示：可見(jiàn)，當(dāng)右邊2A電流

9、源單獨(dú)作用時(shí)，R2上的電壓U(3)為-1V。綜上可知，U1+U2+U(3)=0.5+0.25-1=-0.25V=U，電壓滿足疊加定理。由于線性電路電壓與電流為線性關(guān)系I= UR ,所以電流也可以疊加但功率P= U2R,不是線性，不可疊加 由下圖可知：P=62.5mWP(1)+ P(2)+ P(3)= 1312.5mW四 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與疊加定理使用時(shí)的注意事項(xiàng)疊加定理：在由幾個(gè)獨(dú)立源作用的線性電路中，任一支路的電壓（或電流）等于各獨(dú)立電源單獨(dú)作用而其他獨(dú)立源為零的代數(shù)和。本實(shí)驗(yàn)證明了疊加定理的正確性。在應(yīng)用疊加定理時(shí)，需注意：1. 除作用電源外，其余獨(dú)立源為零；2. 獨(dú)立源為零指的是：獨(dú)立電壓源短路

10、，獨(dú)立電流源開(kāi)路；3. 受控源保留在各分電路中，不可當(dāng)作獨(dú)立源處理；4. 疊加定理僅適用于線性電路求電壓和電流，不適用于非線性電路；5. 疊加時(shí)，要注意電壓（或電流）的參考方向，若電壓（或電流）各分量的參考方向與原電路電壓（或電流）的參考方向一致取正號(hào)，相反時(shí)取負(fù)號(hào)；6. 功率不可疊加。五 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我理解了電路的疊加性質(zhì)，知道電流、電壓能夠疊加，但是功率不可以疊加；學(xué)會(huì)了怎樣正確理解了疊加定理。同時(shí)，通過(guò)了解到疊加定理的諸多注意事項(xiàng)，讓我今后能更準(zhǔn)確的運(yùn)用疊加定理分析線性電路。值得慶興的是在這次的實(shí)驗(yàn)中，把接地線第一個(gè)畫(huà)出來(lái)，所以沒(méi)有收到軟件的錯(cuò)誤提醒。但在這次的實(shí)驗(yàn)中由于把

11、2A的電流表數(shù)據(jù)輸成1A,導(dǎo)致三表都工作時(shí)的結(jié)果錯(cuò)誤為0.25V而不是-0.25V。在檢查錯(cuò)誤時(shí)，我首先認(rèn)為是自己的電表接反了，但在再三的確認(rèn)之后，確定電表沒(méi)問(wèn)題，繼續(xù)往下測(cè)，數(shù)據(jù)都是正確的。在測(cè)到電流源單獨(dú)工作時(shí)才發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤。因此在這次試驗(yàn)中，我明白了認(rèn)真仔細(xì)的重要性，還有就是我對(duì)電路實(shí)驗(yàn)測(cè)量?jī)x表的使用還不自信，不然就會(huì)早些發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的所在。這也就是不熟練導(dǎo)致的，接下來(lái)就是搞清楚各種表的連接方式，正負(fù)號(hào)等。爭(zhēng)取以后不再犯這種耗時(shí)的低級(jí)錯(cuò)誤。仿真實(shí)驗(yàn)四：電阻電路輔助分析（戴維寧定理）一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 正確理加戴維寧定理的性質(zhì)；2. 掌握戴維寧定理及其應(yīng)用；3. 了解戴維寧定理的適用范圍以及注

12、意事項(xiàng)；4. 學(xué)會(huì)用仿真軟件來(lái)驗(yàn)證定理的可行性。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：用戴維寧定理求下圖所示電路中ab端的等效電路理論分析：（1）首先求ab端開(kāi)路時(shí)的電壓UOC，電路圖如（a）所示：圖（a）由c點(diǎn)列kcl方程得I=4i1+i1=5i1 由電壓回路列kvl方程得2×5i1+2i1=6 解得 i1=0.5A, I=2.5A所以 UOC=2i1+2I=6V（2）用外加激勵(lì)法求等效電阻，電路圖如（b）所示：圖（b）4i0+2i1-2i1=u0 Req=u0i0=4 所以 Isc=64=1.5A所以等效為圖（c）電路： 圖（c）三 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試設(shè)計(jì)下圖所示仿真電路：（1）測(cè)量ab間開(kāi)路的電壓

13、：可見(jiàn)，ab間的電壓為Uoc=6 V（2）測(cè)量ab間短路的電流：可見(jiàn)，ab間的短路電流為Isc=1.5 A即，Req=4 由題得以下等效電路：變換過(guò)后的開(kāi)路電流與短路電壓值相等，可以證得戴維寧等效定理的正確性。四 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與戴維寧定理使用時(shí)的注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)戴維寧等效前后的電流電壓的測(cè)定，證明了戴維寧定理的正確性，也使我們看到了戴維寧定理在處理題目時(shí)可以達(dá)到的驚人的簡(jiǎn)化效果，可以把這么復(fù)雜的電路變成只有一個(gè)電源和一個(gè)電阻串聯(lián)的情況。在應(yīng)用戴維寧定理時(shí)，需注意：1. 計(jì)算入端電阻時(shí)，若無(wú)受控源，獨(dú)立源置零位，由等效變換求電阻2. 再有受控源時(shí)，受控源不可置零位，繼續(xù)放在電路中求解3. 用外加

14、激勵(lì)法求電阻時(shí)一定不能忘記獨(dú)立源置零位五 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了怎樣使用仿真軟件來(lái)測(cè)量電路的開(kāi)路電壓和短路電流。相比較計(jì)算而言，直接測(cè)量方便的多。實(shí)驗(yàn)中還總結(jié)了戴維寧定理的事項(xiàng)，我能更準(zhǔn)確的運(yùn)用戴維寧等效定理來(lái)簡(jiǎn)化電路。由于電路簡(jiǎn)單基礎(chǔ)，所以在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題，對(duì)仿真軟件的使用越來(lái)越熟練，并且其優(yōu)越性也越來(lái)越明顯。最大的感觸就是在測(cè)量開(kāi)路電壓和短路電流時(shí)，萬(wàn)用表一氣呵成，增加了我的信心。仿真實(shí)驗(yàn)五：運(yùn)算放大器電路輔助分析一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 理解運(yùn)算放大器的電路模型；2. 掌握含理想運(yùn)算放大器電阻電路的分析方法；3. 學(xué)會(huì)用仿真軟件來(lái)分析有運(yùn)算放大器的電路。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：電路如

15、下圖所示，已知R1=R3=R4=10,R2=R5=20,u1=1V，求u0=?理論分析：根據(jù)“虛斷”可知： ，所在結(jié)點(diǎn)與運(yùn)算放大器之間沒(méi)有電流根據(jù)“虛短”可知： =，在這里我們?cè)O(shè)為un以，所在結(jié)點(diǎn)列KCL方程得 u1-un10=un-u020un10=u0-un10 解得 un=4 V三 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試如下圖所示，設(shè)計(jì)仿真電路：根據(jù)仿真數(shù)據(jù)可知un=4 V，與理論值相符。四 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理想變壓器使用注意事項(xiàng)理想運(yùn)算放大器有“虛短”“虛斷”的特點(diǎn)，在分析含理想運(yùn)算放大器的電阻電路時(shí)，若理想運(yùn)算放大器工作在線性狀態(tài)，則“虛短”“虛斷”是同時(shí)滿足的。利用以上兩條原則，在使用理想變壓器時(shí)可使問(wèn)題得

16、到極大的簡(jiǎn)化。在分析含理想運(yùn)算放大器的電阻電路時(shí)，需注意：1. 含理想運(yùn)算放大器電路電路，一般采用結(jié)點(diǎn)法，或列KCL方程；2. 運(yùn)算放大器輸出端直接連接的結(jié)點(diǎn)，由于不了解具體結(jié)構(gòu)，一般不列寫(xiě)KCL或結(jié)點(diǎn)電壓方程。五 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我理解了運(yùn)算放大器的電路模型。同時(shí)，運(yùn)用了了理想運(yùn)算放大器“虛短”“虛斷”的特點(diǎn)來(lái)分析電阻電路。還了解到分析含理想運(yùn)算放大器電阻電路的注意事項(xiàng)。在理想運(yùn)算放大器這部分實(shí)驗(yàn)中，我了解到常用的理想運(yùn)算放大器是五個(gè)接線孔的那種，但是在接入電路后數(shù)據(jù)有很大的出入，在修改數(shù)據(jù)的同時(shí)我發(fā)現(xiàn)五孔的線性區(qū)間貌似很小，在電阻從1k改到10左右的時(shí)候才出現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。換用三孔

17、后測(cè)量值與計(jì)算值相符合，且無(wú)論是1k還是10出來(lái)的都是正確的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)后我認(rèn)為在使用理想運(yùn)算放大器的時(shí)候一定要注意它的線性區(qū)間，和“理想”的這個(gè)性質(zhì)。只有這樣才滿足虛短與虛斷，才方便計(jì)算。仿真實(shí)驗(yàn)六：正弦穩(wěn)態(tài)電路輔助分析（諧振電路）一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握電路發(fā)生諧振的條件；2. 掌握電路的串聯(lián)與并聯(lián)諧振的概念和計(jì)算；3. 學(xué)會(huì)用仿真軟件觀察波形；4. 學(xué)會(huì)通過(guò)示波器計(jì)算兩個(gè)波形的相位差等。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：如下圖（a），圖（b）所示的電路，電源電壓，電阻，電感，電容，計(jì)算圖（a）L和C上的電壓是否相等，圖（b）L和C上的電流是否相等，判斷電路是否發(fā)生諧振，并計(jì)算電阻的功率。 圖（a） 圖（b）

18、 理論分析：， ZL=jL=j200×0.2=j40 ZC=-j1c=-j1200×125×10-6=-j40在圖（a）中：因?yàn)閆L+ZC=0所以得： 由結(jié)論可知，上電壓大小相等、方向相反，電路發(fā)生了串聯(lián)諧振。PR=I2×R=0.12×100=1 W 在圖（b）中：因?yàn)锽=C-1L=0所以IL=-j1LU=-j0.25AIC=-jCU=j0.25A 得 IL+IC=0由結(jié)論可知，上電流IL，IC大小相等、方向相反，電路發(fā)生了并聯(lián)諧振。PR=I2×R=0.12×100=1 W三 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試由題可知，則f=2=2002=

19、31.831HZ T=2=31.416ms圖（a）仿真電路如下圖所示：由圖可知電壓，電流，功率的測(cè)量值與計(jì)算值都相同。電壓波形如下圖： =T2-T1T2=15.85831.4162分析示波器所示波形可知，相位差為，大小近似相等。圖（b）仿真電路如下圖所示：可見(jiàn)電流，功率的測(cè)量值與計(jì)算值相同。電流波形如下圖： =T2-T1T2=15.85831.4162IL，IC相位差為，大小近似相等。可見(jiàn)分析理論數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)相同。圖（a）（b）都發(fā)生了諧振。相位差有一定的誤差但是相差不大，可以視為。四 實(shí)驗(yàn)結(jié)論串聯(lián)諧振：1. 發(fā)生條件：復(fù)阻抗的虛部為零，即。 2. 串聯(lián)諧振時(shí)電阻上的電壓等于外施電壓。3.

20、電感電壓和電容電壓大小相等，方向相反。并聯(lián)諧振：1. 復(fù)導(dǎo)納的虛部為零，即。 2. 并聯(lián)諧振時(shí)，電阻中的電流達(dá)到最大，且與外施電流相等。 3. 并聯(lián)諧振時(shí)， ，即電感電流和電容電流大小相等，方向相反。五 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我了解了電路發(fā)生諧振的條件，學(xué)會(huì)了如何判斷分析電路是否發(fā)生諧振。同時(shí)，也掌握了電路的串聯(lián)與并聯(lián)諧振的概念，區(qū)別出兩種諧振電路不同的特點(diǎn)和發(fā)生條件，并掌握了運(yùn)用諧振特點(diǎn)計(jì)算、分析電路的方法。在軟件的使用上，遇到了新的問(wèn)題：忘記把電表從直流DC改成交流AC，剛開(kāi)始出錯(cuò)的時(shí)候還不知道自己錯(cuò)在哪里。相信這個(gè)問(wèn)題熟練之后就可以解決了。在這次實(shí)驗(yàn)中我學(xué)會(huì)了如何用示波器觀察電壓的波

21、形，以及用受控源進(jìn)行轉(zhuǎn)換后觀察電流的波形。還學(xué)會(huì)了如何根據(jù)示波器的顯示求的兩個(gè)波形的相位差。這次的實(shí)驗(yàn)是第一個(gè)交流電的實(shí)驗(yàn)，學(xué)到了很多新東西，是對(duì)軟件使用上的質(zhì)的改變。仿真實(shí)驗(yàn)七：正弦穩(wěn)態(tài)電路輔助分析（互感電路）一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握互感電路電路的性質(zhì)；2. 學(xué)習(xí)同名端的判斷方法；3. 學(xué)會(huì)互感電路的處理（不同接法下怎么消去互感）二.實(shí)驗(yàn)原理例題：如圖（a）已知U1=100V,R1=50,R2=20,L1=160,L2=40,1C=80. 兩繞組間的耦合系數(shù)k=0.5，求：通過(guò)繞組的電流和電路所消耗的功率，以及電路的等效輸入阻抗。圖（a）理論分析：先求出M的值：M=k2L1L2=0.5160&

22、#215;40=40運(yùn)用互感消去法得Z3=j160-j40=j120 Z4=j40原L2段： j40-j40=0互感消去后如圖（b）圖（b）設(shè) U=U10°I=UZ=1000°50+120j+-j40×20-j40+20=0.769-59.49°I2=-j40-j40+20=0.688-86°P=PR1+PR2=I2×50+I22×20=39.0349WZeq=50+j120+-j40×20-j40+20=66+j112三.仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試已知L1=160，L2=40,1C=80設(shè)=100 rads，L1=1.6

23、H,L2=0.4H,C=125f，則f=15.9155HZa，如下圖所示，設(shè)計(jì)仿真電路：電流的仿真實(shí)驗(yàn)值與理論值相符，但功率的值存在一定的誤差。由圖得P=29.56+9.465=39.025 Wb，等效之后的仿真電路圖如下圖所示:由圖可知P=29.599+9.469=39.068W互感消去后的電流值與互感消去之前相同，但功率的值存在微小的誤差。C, 觀察波形： 由圖的兩互感線圈相位差恒定，=T2-T1T2=9.70131.41620.62四.對(duì)比分析與結(jié)論1. 對(duì)比理論數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)存在有誤差。誤差計(jì)算：1=39.035-39.02539.035×100%=0.0256%2

24、=|39.035-39.068|39.035×100%=0.0845%誤差原因：（1）在計(jì)算頻率時(shí)，采用的是計(jì)算值的估值；（2）理論計(jì)算是理想狀態(tài)的分析結(jié)果，仿真電路比較接近實(shí)際測(cè)量情況。電表是有內(nèi)阻存在的，會(huì)對(duì)測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。五.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)，我掌握互感電路電路的性質(zhì)，也學(xué)到了在仿真軟件中互感線圈的同名端的判斷方法（默認(rèn)順接），最有成就感的就是在接線的時(shí)候一次就把同名端找對(duì)了。 在試驗(yàn)中遇到的問(wèn)題是,由于題目沒(méi)有給出具體的角速度、頻率、原件參數(shù)。在自己設(shè)的時(shí)候，出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，耽誤了很多的時(shí)間。值得注意的是在設(shè)置互感參數(shù)時(shí)在L1和L2之間要用逗號(hào)或者空格鍵隔

25、開(kāi)，否則元件將沒(méi)有互感。在測(cè)量時(shí)功率時(shí)由于電路是交流電的特殊性要找對(duì)結(jié)點(diǎn)，在出現(xiàn)沒(méi)有示數(shù)的情況下，改變接入結(jié)點(diǎn)的位置就會(huì)出現(xiàn)示數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)八：兩表法進(jìn)行測(cè)量三相功率一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解三相電路的基本概念； 5. 學(xué)會(huì)三相交流穩(wěn)態(tài)電路的輔助分析；6. 熟練掌握三相電路的電壓、電流和功率的計(jì)算；7. 學(xué)會(huì)使用兩表法測(cè)量三相功率。二 實(shí)驗(yàn)原理例題：如下圖所示的對(duì)稱三相電路中，電源的線電壓為，容抗XC=1K,求兩個(gè)功率表的讀數(shù)。圖（a） 圖（b）理論分析： 已知UL=380V設(shè)UA=2200° V在這里我們計(jì)算一相的電流，簡(jiǎn)化圖如圖（b）所示。IZ=P3UCcos-36.87°=

26、3.8-36.87°IXC=UA-jX3C=0.6690°I=IZ+IXC=3.44-28.05°兩個(gè)功率表的讀數(shù)分別為：PW1=UABIAcos30°-28.05°=691.74WPW1=UCBICcos30°-120°+180°-28.05°+120°=1306.44WP總=PW1+PW1=1998.18三相負(fù)載的平均功率為：P=3ULILcos=1998.18W所以兩表法測(cè)出的功率就是電路的平均功率。三 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試a，設(shè)f=50HZ,則w=100，C=3.183uf,R=46.31

27、57,L=0.11057H如下圖所示，設(shè)計(jì)仿真電路：由仿真實(shí)驗(yàn)得知，對(duì)稱三相電路的功率P=1311+694.358=2005.358W仿真實(shí)驗(yàn)值與理論值相差不多，存在誤差。b，觀察電源的波形由此可見(jiàn)在對(duì)稱三相電路中，波形振幅相同，每?jī)蓚€(gè)波之間的相位差為=T2-T1T2=6.52920213四 對(duì)比分析與結(jié)論1. 對(duì)比理論數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)存在有誤差。誤差計(jì)算：=2005.358-1998.181998.18=0.36%誤差原因：（1）在計(jì)算電感L、電容C、電阻R時(shí)，采用的都是計(jì)算值的估值；（2）仿真電表都有內(nèi)阻存在，會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生一定的影響。2. 兩表法：在三相三線制電路中，無(wú)論負(fù)載對(duì)稱與

28、否，可用兩個(gè)功率表測(cè)量三相功率。 在計(jì)算三相電路時(shí)，需注意：（1） 將形電源和負(fù)載化為等效的形連接，使電路成連接；（2） 注意相與線的互相轉(zhuǎn)化。它們的角度關(guān)系，以及乘除3。五 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總結(jié)在本次實(shí)驗(yàn)中，我掌握了三相電路電壓、電流和功率的計(jì)算方法，了解了對(duì)稱三相電路的概念。并且通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真，分析對(duì)比數(shù)據(jù)，掌握了用兩表法測(cè)量三相電路的方法，及兩表法的注意事項(xiàng)。在試驗(yàn)中要注意的是：1.用Vrms的電源2.電路中一定要接地3.電源的方向要相同仿真實(shí)驗(yàn)九：非正弦周期電路分析一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解非正弦周期電路的基本概念；2. 學(xué)會(huì)非正弦周期電路的輔助分析；3. 熟練掌握非正弦周期電路的電壓、電

29、流和功率的計(jì)算；4. 學(xué)會(huì)用示波器觀察非正弦周期電路的波形。二.實(shí)驗(yàn)原理例題：如下圖所示的電路中已知us=50+100sint+200sin3t-90°且R=50,XC=1C=90,XL=L=20求電路中各儀表的讀數(shù)。 圖（1） 圖（2）理論分析：1) 直流分量作用于電路時(shí)，電感相當(dāng)于短路電容相當(dāng)于開(kāi)路。所以有：I0=0,U0=0,P0=02) 當(dāng)一次諧波作用于電路時(shí)，有：US1=10020°VI1=US1R+j(XL1-XC1)=10020°50+j(20-90)=0.82254.46°AU1=0.82254.46°×50+j20=

30、44.26676.26° V3) 當(dāng)三次諧波作用于電路時(shí)，有：US3=20020° VI3=US3R+j(XL3-XC3)=2002-90°50+j(60-30)=2.425-120.96° AU3=2.425-120.96°×50+j60=189.426-70.77° V電流表和電壓表測(cè)的分別是電流電壓的有效值，瓦特計(jì)測(cè)量的是電路的有功功率。I=I02+I12+I32=2.561 AU=U02+U12+U32=194.502 VP=I02R+I12R+I32R=327.898 W三.仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試已知，XC=1C=90,XL=L=20設(shè)=1000rad/s ，則L=0.02H,C=11.111f，則f