仿真实验报告

上海电力学院

本科课程设计

电路计算机辅助设计

院系：电力工程学院

专业年级（班级）：电力工程与管理2011192 班

学生姓名：学号： 201129

指导教师：杨尔滨、杨欢红

成绩：

2013年07 月 06 日教师评语：

目录仿真实验一

仿真实验二仿真实验三仿真实验四仿真实验五仿真实验六仿真实验七仿真实验八仿真实验九节点电压法分析直流稳态电路..........................1 戴维宁定理的仿真设计................................5 叠加定理的验证.. (8)

正弦交流电路——谐振电路的仿真......................11 两表法测量三相电路的功率............................14 含受控源的RL 电路响应的研究........................18含有耦合互感的电路的仿真实验........................21 二阶电路零输入响应的三种状态轨迹....................27 二端口电路的设计与分析 (32)

实验一节点电压法分析电路

一、电路课程设计目的

（ 1）通过较简易的电路设计初步接触熟悉Multisim11.0 。

（2）学会用 Multisim11.0 获取某电路元件的某个参数。

（3）通过仿真实验加深对节点分析法的理解及应用。

二、实验原理及实例

节点分析法是在电路中任意选择一个节点为非独立节点，称此节点为参考点。其它独立节点与参考点之间的电压，称为该节点的节点电压。

节点分析法是以节点电压为求解电路的未知量，利用基尔霍夫电流定律和欧姆定律导出（n – 1）个独立节点电压为未知量的方程，联立求解，得出各节点电压。然后进一步求出

各待求量。

下图所示是具有三个节点的电路，下面以该图为例说明用节点分析法进行的电路分析方

法和求解步骤，导出节点电压方程式的一般形式。

图1— 1

首先选择节点③为参考节点，则u3 = 0 。设节点①的电压为u1、节点②的电压为u2，各支

路电流及参考方向见图中的标示。应用基尔霍夫电流定律，对节点①、节点②分别列出节点电

流方程：

节点①i S1i S2i1i 20

节点②i S2i S 3i 2i30

用节点电压表示支路电流：

u1

i1G1u1

R 1

u1u2

i 2R

G 2(u1u2 )

2

u2

i3G 3u2

R 3

代入节点①、节点②电流方程，得到：

i S1

u 1 u 1 u 2 0

i S2

R 2

R 1

i

S 2

u 1 u 2 u 2

i

S3

R 3

R 2

整理后可得：

(

1

1

) u 1

1

u 2

i

S1

i

S2

R 1 R 2 R 2

1 1 1

i S3 i S2

R 2

u 1 (

) u 2

R 2

R 3

分析上述节点方程，可知：

节点①方程中的 （ G1 + G2 ）是与节点①相连接的各支路的电导之和，

称为节点①的自电

导，用 G11 表示。

节点①方程中的 -G2 是连接节点①和节点②之间支路的电导之和，

称为节点①和节点②

之间的互电导，用

G12 表示。 G12 = - G2 ，故 G12 取负值。

节点②方程中的 （G2 + G3 ）是与节点②相连接的各支路的电导之和， 称为节点②的自电导，

用 G22 表示。

节点②方程中的 -G2 是连接节点②和节点①之间各支路的电导之和，称为节点②和节点① 之间的互电导，用 G21 表示。且 G12 = G21 ，故 G21 取负值。 iS1 + iS2 是流向节点①的理想电流源电流的代数和，用 iS11 表示。流入节点的电流取“ +”；

流出节点的电流取“– ”。

iS3 – iS2 是流向节点②的理想电流源电流的代数和，用 iS22 表示。 iS3、 iS2 前的符号取

向同上，即流入节点的电流取“

+”； 流出节点的电流取“–”。

根据以上分析，节点电压方程可写成：

G 11

u

1

G 12

u

2

i

S11

G 21 u 1 G 2 2u 2 i S 22

这是具有两个独立节点的电路的节点电压方程的一般形式。 也可以将其推广到具有

n 个节点（独立节点为 n – 1 个）的电路 。

综合以上分析，用节点分析法分析电路的一般步骤为：

（ 1）指定电路中某一节点为参考点，标出各独立节点的电位符号。

（ 2）按照节点电压方程的一般形式，根据实际电路直接列出各节点的节点电压方程。 注意：在节点方程中，自电导为该节点上连接的所有电导之和，自电导总取正值；互电导 为连接相邻两个节点的所有电导之和，并取负值；在线性电路中， G12=G21 ， G23=G32 ， G31=G13 ；在节点方程的右边，流入节点的理想电流源的电流取“ +”号，流出节点的则取

“– ”号。。