电路分析基础实验报告
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实验一
1. 实验目的
学习使用workbench软件,学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。
2.解决方案
1)基尔霍夫电流、电压定理的验证。
解决方案:自己设计一个电路,要求至少包括两个回路和两个节点,测量节点的电流代数和与回路电压代数和,验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。
2)电阻串并联分压和分流关系验证。
解决方案:自己设计一个电路,要求包括三个以上的电阻,有串联电阻和并联电阻,测量电阻上的电压和电流,验证电阻串并联分压和分流关系,并与理论计算值相比较。
3.实验电路及测试数据
4.理论计算
根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下:
Is=I1+I2,
U1+U2=U3,
U1=I1*R1,
U2=I1*R2,
U3=I2*R3
解得,U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A
5. 实验数据与理论计算比较
由上可以看出,实验数据与理论计算没有偏差,基尔霍夫定理正确;
R1与R2串联,两者电流相同,电压和为两者的总电压,即分压不分流;
R1R2与R3并联,电压相同,电流符合分流规律。
6. 实验心得
第一次用软件,好多东西都找不着,再看了指导书和同学们的讨论后,终于完成了本次实验。在实验过程中,出现的一些操作上的一些小问题都给予解决了。
实验二
1.实验目的
通过实验加深对叠加定理的理解;学习使用受控源;进一步学习使用仿真测量仪表测量电压、电流等变量。
2.解决方案
自己设计一个电路,要求包括至少两个以上的独立源(一个电压源和一个电流源)和一个受控源,分别测量每个独立源单独作用时的响应,并测量所有独立源一起作用时的响应,验证叠加定理。并与理论计算值比较。
3. 实验电路及测试数据
电压源单独作用:
电流源单独作用:
共同作用:
4.理论计算
电压源单独作用时:-10+3Ix1+2Ix1=0,得Ix1=2A;
,得Ix2=-0.6A;
电流源单独作用时:{I2−Ix2=3
2Ix2+I2+2x2=0
,得Ix=1.4A.
两者共同作用时: {I−Ix=3
2Ix+I+2Ix=10
5. 实验数据与理论计算比较
由上得,与测得数据相符,Ix=Ix1+Ix2,叠加定理得证。
6. 实验心得
通过本实验验证并加深了对叠加定理的理解,同时学会了受控源的使用。
实验三
1.实验目的
通过实验加深对戴维南、诺顿定理的理解;学习使用受控源。
2.解决方案
自己设计一个有源二端网络,要求至少含有一个独立源和一个受控源,通过仪表测量其开路电压和短路电流,将其用戴维南或诺顿等效电路代替,并与理论计算值相比较。
实验过程应包括四个电路:1)自己设计的有源二端网络电路,接负载RL,测量RL上的电流或电压;2)有源二端网络开路电压测量电路;3)有源二端网络短路电流测量电路;3)原有源二端网络的戴维南(或诺顿)等效电路,接(1)中的负载RL,测量RL上的电压或电流。
3. 实验电路及测试数据
原电路:
开路电压测量:
短路电流测量:
戴维南等效电路:
4.理论计算
开路电压:Uoc=10V,
短路电流:Ioc=1/150=0.667A,
输出电阻:Ro=Uoc/Ioc=1.5kΩ.
5. 实验数据与理论计算比较
由上可知,计算结果与测量结果相符,且等效电路在负载上引起的响应与原电路相同,验证了戴维南等效法的正确性。
6. 实验心得
通过本实验验证并加深了对戴维南、诺顿定理的理解。
实验四
1.实验目的
通过实验加深对理想运放的负反馈电路理解。
2.解决方案
自己设计一个理想运放负反馈电路,可以是反向比例电路,正向比例电路,加法电路等,可以设计一级或多级,测量其输出电压值,并与理论计算值相比较。(注意运放输入电压必须是小信号,电压值控制在1v以下。)
3. 实验电路及测试数据
反向比例器:
4.理论计算
由虚短和虚断知,U0=0,I1=I2,即(U1-U0)/R1=(U0-U2)/R2,得U2= - U1*R2/R1。
5. 实验数据与理论计算比较
根据理论计算,U2=-12V,与测量结果一致,即本电路可以作为反向比例器使用。
6. 实验心得
通过本次实验验证并加深了对理想运放的负反馈电路理解。
实验五
1.实验目的
(1)学习使用示波器。
(2)通过模拟仪器测试RC电路的充放电特性, 观察电容器充放电过程中电压与电流的变化规律。
2. 实验内容与步骤
1、RC电路的充放电特性测试
(1)在EWB的电路工作区按上图图连接。可按自己选择的参数设置。
(2)选择示波器的量程,按下启动\停止开关,通过空格键使电路中的开关分别接通充电和放电回路,观察不同时间常数下RC电路的充放电规律。
(3)改变C数值计算其时间常数。绘出虚拟示波器显示的输出波形图,也可自行设计实验。
使用EWB时注意选择适当的仿真仪表量程。每次要通过按下操作界面右上角的“启动/停止开关”接通电源,或者暂停来观察波形。使用示波器时要注意选择合适的时间和幅值来观察波形。
3. 实验电路及测试数据
1uF电容充电:
1uF电容放电: