电路仿真实验报告
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实验1 叠加定理的验证
一、电路图
二、实验步骤
1.原理图编辑:
分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4,直流电压源、直流电流源,电流表电压表(注意电流表和电压表的参考方向),并按上图连接;
2.设置电路参数:
电阻R1=R2=R3=R4=1Ω,直流电压源V1为12V,直流电流源 I1为 10A。
3.实验步骤:
1)、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1;
2)、点击停止按钮记录,将直流电压源的电压值设置为0V,再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2;
3)、点击停止按钮记录,将直流电压源的电压值设置为12V,将直流电流源的电流值设置为0A,再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3;
根据电路分析原理,解释三者是什么关系?并在实验报告中验证原理。
三、实验数据:
电压电流U/V I/A
第一组12V 10A 6.800 -1.600
第二组0V 10A 2.000 -4.000
第三组12V 0A 4.800 2.400
四、实验数据处理:
U2 + U3 = 2.000V + 4.800V = 6.800V = U3
I2 + I3 = (-4.000A) + 2.400A= -1.600A = I1
五、实验结论:
由电路分析叠加原理知:由线性电路、线性受控源及独立源组成的电路中,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用
时,在该元件上产生的的电流或电压的代数和。
本次实验中,第一组各数据等于第二组与第三组各对应实验数据之和,与叠加原理吻合,验证了叠加原理的正确性,即每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用时,在该元件上产生的的电流或电压的代数和。
实验2 并联谐振电路仿真
一、电路图:
二、实验步骤:
1.原理图编辑:
分别调出接地符、电阻R1、R2,电容C1,电感L1,信号源V1,并按上图连接;
2.设置电路参数:
将交流分析量值设置为5V,电压源V1设置为5V,频率设为500Hz,设置电阻R1=10Ω,电阻R2=2KΩ,电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。并如图所示对电容上方的线名称改为“out”。
3.分析参数设置:
(1)AC分析
①类型设置
仿真→分析→交流分析。
②参数设置
起始频率设为1Hz,停止频率设为100MHz,扫描类型
为十倍频程,每十倍频程点数设为10,垂直刻度设为线性,
其他保持默认,单击“确定”。然后选择对话框菜单栏的“输
出”按钮,在左侧的“所有变量”中选择“V(out)”(双击)。
③仿真
在交流分析参数都设置好以后,单击对话框中的“仿真”
按钮,开始仿真。
④记录结果
在所得图形上点击右键,将图片复制并粘贴在新建word文
档中。之后单击“工具”菜单,选择“导出到Excel”选
项,将实验数据以excel的形式保存。
(2)瞬态分析
①类型设置
仿真→分析→瞬态分析。
②参数设置
由信号源f=500Hz,可得周期为0.002s,五个周期即0.01s。
参数设置起始时间设为0s,结束时间设为0.01s,其他参
数保持默认,单击“确定”。然后选择对话框菜单栏的“输
出”按钮,在左侧的“所有变量”中选择“V(out)”。
③仿真
在瞬态分析参数都设置好以后,单击对话框中的“仿真”
按钮,开始仿真。
④记录结果
在所得图形上点击右键,将图片复制并粘贴在新建word文
档中。之后单击“工具”菜单,选择“导出到Excel”选项,
将实验数据以excel的形式保存。
4.实验结果:
要求将实验分析的数据保存 (包括图形和数据),并验证结果是否正确,最后提交实验报告时需要将实验结果附在实验报告后。
三、仿真结果:
按上述步骤进行完毕后,得到仿真结果如下图所示:
1.交流分析仿真结果:
2.瞬态分析仿真结果:
四、实验结果分析
将电路化作等效向量模型,计算其阻抗得电路谐振条件:L=1/C,其谐振频率为
LC π21f 0
。
本实验中的电路满足谐振条件,并联谐振电路呈电阻性,当f=f0时,电路为纯电阻电路,其阻抗模最小,电路中电流最大,此时,R2两端电压最大。由仿真结果可知,当f=510.03Hz 时,其输出达到最大值,与理论结果相接近,得以验证。
由瞬态分析结果计算可知,时域波形的频率为500Hz ,幅值约为7.09,与理论值基本吻合。
综上所述,结果与理论值相符,正确。
实验3 含运算放大器的比例器仿真
一、电路图:
二、实验步骤
1.原理图编辑:
分别调出电阻R1、R2,虚拟运算放大器OPAMP_3T_VIRTUA(在ANALOG 库中的ANALOG_VIRTUAL中,放置时注意同相和方向引脚的方向);调用虚拟仪器函数发生器Function Generator与虚拟示波器
Oscilloscope。
2.设置电路参数:
电阻R1=1KΩ,电阻R2=5KΩ。信号源V1设置为Voltage=1v。
函数发生器分别为正弦波信号、方波信号与三角波信号。频率均为 1khz,电压值均为1。其中方波信号和三角波信号占空比均为50%。
3.分析示波器测量结果:
实验结果:只记录数据(并考虑B通道输入波形和信号发生器的设置什么关系)