電路分析基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告院系專業(yè)：信系科學(xué)與技術(shù)軟件工程年級(jí)班級(jí)：2011級(jí)軟件五班（1105）姓名：涂明哲學(xué)號(hào)：20112601524本課程實(shí)驗(yàn)全部采用workbench作為試驗(yàn)仿真工具。實(shí)驗(yàn)一基爾霍夫定理與電阻串并聯(lián)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)使用workbench軟件，學(xué)習(xí)組建簡(jiǎn)單直流電路并使用仿真測(cè)量儀表測(cè)量電壓、電流。1、基爾霍夫電流、電壓定理的驗(yàn)證。解決方案：自己設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求至少包括兩個(gè)回路和兩個(gè)節(jié)解決方案：自己設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求包括至少兩個(gè)以上的獨(dú)立源（一個(gè)電壓源和一個(gè)電流源）和一個(gè)受控源，分別測(cè)量每個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)的響應(yīng)，并測(cè)量所有獨(dú)立源一起作用時(shí)的響應(yīng)，驗(yàn)證疊加定理。并與理論計(jì)算值比較。實(shí)驗(yàn)原理圖:電壓源單獨(dú)作用電流源單獨(dú)作用電壓源和電流源共同作用與理論計(jì)算數(shù)據(jù)比較分析：電壓源單獨(dú)作用時(shí):i=12/(1+3)=3Au2=i*R=9V電流源單獨(dú)作用時(shí):i1=6*(1/4)=1.5Au1=i1*R=1.5*3=6v所以u(píng)=u1+u2=15V共同作用時(shí)：12v-u-2*i-1*i=0;i1=i+6;u=i1*3;解得u=13v實(shí)驗(yàn)心得：受控源的連接方式疊加定理中，電壓源看做是短路，電流源看作是短路實(shí)驗(yàn)三等效電源定理實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)加深對(duì)戴維南、諾頓定理的理解；學(xué)習(xí)使用受控源。解決方案：自己設(shè)計(jì)一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)，要求至少含有一個(gè)獨(dú)立源和一個(gè)受控源，通過儀表測(cè)量其開路電壓和短路電流，將其用戴維南或諾頓等效電路代替，并與理論計(jì)算值相比較。實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)包括四個(gè)電路：自己設(shè)計(jì)的有源二端網(wǎng)絡(luò)電路，接負(fù)載RL，測(cè)量RL上的電流或電壓；有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓測(cè)量電路；有源二端網(wǎng)絡(luò)短路電流測(cè)量電路；原有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南（或諾頓）等效電路，接（1）中的負(fù)載RL，測(cè)量RL上的電壓或電流。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中須有理論計(jì)算過程。實(shí)驗(yàn)原理圖：有源二端網(wǎng)絡(luò)電路，接負(fù)載RL，測(cè)量RL上的電流或電壓有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓測(cè)量電路有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓測(cè)量電路戴維南等效電路測(cè)電壓電流與理論計(jì)算數(shù)據(jù)比較分析：1.計(jì)算戴維南等效電路端口電壓、短路電流，如圖一，用疊加定理：①100V電壓源單獨(dú)作用時(shí):節(jié)點(diǎn)A列KCL:i1+i2=i3 且i1=(100-u1)/4,i2=(100-u1+u1)/8,i3=u1/4; 解得：u1=74V，Uoc=100-（100-u1）+4*i2=125V②20V電壓源單獨(dú)作用時(shí):節(jié)點(diǎn)A列KCL:i1+i2=i3 且i1=(20+u1)/4,i2=u1/4,i3=(u1-20-u1)/8,解得：u1=-15V，Uoc=200+u1+4*i3=-5V.所以，開路電壓Uoc=125+（-5）=120V;短路電流：(u1-u)/4+(u/2)=0→u=3*u1i=2*(u-u1)/4=u/3=40A;等效電阻：R=Uoc/i=3Ω.2.等效后負(fù)載上的電壓電流：i=120/(3+10)=9.23A,u=Ri=9.23*10=92.3V.實(shí)驗(yàn)心得：負(fù)載選擇較小的時(shí)候，測(cè)電壓電壓表外接，可以減小誤差計(jì)算輸入電阻時(shí)，要把所有獨(dú)立源置零實(shí)驗(yàn)4一階RC電路特性的EWB仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)使用示波器。（2）通過模擬儀器測(cè)試RC電路的充放電特性,觀察電容器充放電過程中電壓與電流的變化規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理RC電路充放電如實(shí)驗(yàn)圖所示。實(shí)驗(yàn)圖RC電路充放電電容具有充放電功能，充放電時(shí)間與電路時(shí)間常數(shù)有關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、RC電路的充放電特性測(cè)試（1）在EWB的電路工作區(qū)按上圖圖連接?？砂醋约哼x擇的參數(shù)設(shè)置。（2）選擇示波器的量程，按下啟動(dòng)\停止開關(guān)，通過空格鍵使電路中的開關(guān)分別接通充電和放電回路，觀察不同時(shí)間常數(shù)下RC電路的充放電規(guī)律。（3）改變C數(shù)值計(jì)算其時(shí)間常數(shù)。繪出虛擬示波器顯示的輸出波形圖，也可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。使用EWB時(shí)注意選擇適當(dāng)?shù)姆抡鎯x表量程。每次要通過按下操作界面右上角的“啟動(dòng)/停止開關(guān)”接通電源，或者暫停來觀察波形。使用示波器時(shí)要注意選擇合適的時(shí)間和幅值來觀察波形。四、總結(jié)與討論1、你設(shè)計(jì)的RC電路中電阻、電容的參數(shù)是多少？如果觀察RC充放電電路，你所選擇示波器的單位格時(shí)間和幅值各為多少？①．當(dāng)R=10kΩ，C=100uF，τ=RC=10001/s單位格時(shí)間：0.50s幅值：10 ②.當(dāng)R=5kΩ，C=50uF，τ=RC=2501/s單位格時(shí)間：0.50s幅值：10對(duì)RC電路波形進(jìn)行理論分析。拿圖一為例，當(dāng)τ=RC=10001/s時(shí)，圖像為e的-t/τ次方，圖像應(yīng)該為指數(shù)函數(shù)。實(shí)際和次在誤差允許范圍之內(nèi)可認(rèn)為相符。實(shí)驗(yàn)五交流電路實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)加深對(duì)交流電路中幅值、有效值、相位的理解；學(xué)習(xí)使用交流信號(hào)源和仿真儀表測(cè)量交流電壓、電流，學(xué)習(xí)使用示波器。實(shí)驗(yàn)（1）：電路如下圖所示，改變RLC的數(shù)值，用電壓表測(cè)量各元件上的電壓，電源電壓和各元件上電壓值滿足什么關(guān)系？ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電壓關(guān)系：U=U1+U2+U3（2）改變RLC的數(shù)值，用電流表測(cè)量各元件上的電流，電源電流和各元件上電流值滿足什么關(guān)系？實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電流關(guān)系：Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３（3）用示波器測(cè)量電阻R的電壓、電流相位差。(提示：此圖示波器A通道測(cè)量的是電源兩端電壓，B通道測(cè)量的是10ohm兩端電壓，B通道測(cè)量值除以10即為回路電流。而兩個(gè)電阻數(shù)值相差較大，A通道可近似看成測(cè)量R兩端的電壓。)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：設(shè)電壓初相位為0，由示波器得：U1=2.8cos6.28t，則電流I=0.0028cos6.28t相位差為0（4）用示波器測(cè)量電容C的電壓、電流相位差。（提示：電容阻抗Zc與電阻阻抗ZR相差較大，因此A通道測(cè)量值可近似等于電容兩端電壓；B通道測(cè)量值是電容電流的10倍。）提示：用示波器測(cè)兩通道波形：示波器讀數(shù)如圖所示，則兩波形相位差近似為(因f=1000hz，則T=10-3s)；實(shí)驗(yàn)結(jié)果：T=10-3s，w=2π/T=3.14*103相位差ψ=ψi-ψu(yù)=90°（5）用示波器測(cè)量電感L的電壓、電流相位差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：相位差ψ=ψu(yù)-ψi=90°實(shí)驗(yàn)六交流電路中KVL、KCL定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)加深對(duì)交流電路中相量計(jì)算的理解。實(shí)驗(yàn)方案：下圖電路，用示波器測(cè)量各電壓的幅值和相位，理論計(jì)算驗(yàn)證KVL。下圖電路，用示波器測(cè)量各電流的幅值和與相位，理論計(jì)算驗(yàn)證KCL。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：KVL的驗(yàn)證：理論值：w=2πf=2*3.14*160=1004.8ZR=20Ω，ZL=jwL=j50.24Ω，ZC=1/jwC=-j24.88Ω電壓源電壓設(shè)初相位為0，u=100v，Z=ZR+ZL+ZC=20+j25.36UR=U*(ZR/Z)=38.38-j48.40VUL=U*(ZL/Z)=122.16+j96.42VUC=U*(ZC/Z)=-60.55-j47.79V則：U=UR+UL+UCKCL的驗(yàn)證：理論值：w=2πf=2*3.14*160=1004.8ZR=20Ω，ZL=jwL=j50.24Ω，ZC=1/jwC=-j24.88Ω電壓源電壓設(shè)初相位為0，u=100v，Z=ZR+ZL+ZC=20+j25.36IR=i*(ZL+ZC)/Z=1.85+j1.46IL=i*（ZR