电路辅助设计上

实验一：功率的测定以及仿真

1.仿真实验目的

（1）验证各电阻的功率和电压源的功率，并且验证整个电路输出功率和吸收功率相等，即整个电路功率守恒；

（2）、学习利用仿真仪表分析检验各电阻功率和对电压表电流表的运用。 2.实验原理及说明

A. 本次实验的电路图以及连接方式如图1.1所示：利用环路电流法可列出方程

B.

)(36_)(31234232131=⨯-⨯++=⨯⨯+R R R R V R R R i i i i l l i l

图1.1

C ．电路连接好之后，按照电流表和电压表的示数，根据I U P ⨯=可以算出电压源的功率，再根据连接在各电阻上的功率表，读出各电阻的功率

321,,P P P ，根据4321P +++=P P P P 吸收可以算出电路吸收的功

率；根据I U P P ⨯==电源释放可以算出电路释放的功率。 .若释放吸收P P =，则说明整个电路吸收与释放的功率相等。 3.仿真实验的步骤与内容

按照原理图1.1所示，连接电路，如下图1.2所示 读数，如下图1.3所示我们可以得到：U=36.0V,I=9.0A,又由0

)(36_)(31234232131=⨯-⨯++=⨯⨯+R R R R V R R R i i i i l l i l 计算出实

验一致。

36V I U =⨯=释放P ;

4321P +++=P P P P 吸收=424323222121I R I R I R I R +++=162+18+108+36=324W

由上可得，释放

吸收P P =，所以整个电路是功率守恒的

R12Ω

XMM1

R2

2Ω

V136 V

XWM1

V

I

XWM2

V I

XWM3

V

I

R3

3Ω

XWM4

V

I

R44Ω

U1

DC 1e-009Ohm

0.000

A

+

-

图1.2

图1.3

4.实验注意事项

A.要注意功率表的连接方法，即电流部分是串联在要测量的元件之中的，电压部分是并联在要测量的元件上的；

B.注意功率表和电流、电压表的正负极，反接的话，会造成示数为正确值的负值；

C.整个电路至少有一点是要接地的。

5.仿真实验报告总结

A.在此次试验中，我采用了电阻的串并联以及串联共同存在的混连电路。通过对

B.功率表的读数我们可以知道，在同一条支路的串联电路中，电阻的功率与电阻的阻值成正比，即阻值越大功率越大。并联在同一条支路上的电阻，每条支路的总功率与此条支路上的总电阻成反比，即总电阻越大，功率就越小。

C.在此次试验中，主要出现的问题就是功率表的连接问题，很多时候功率表的读数与理论测量值不相符合。通过反复检查和改接发现，主要问题出在功率表的串联与并联上，没能够正确的连接与理解电流表串联、电压表并联的含义。

实验二：电路的叠加定理以及仿真

1.仿真实验目的

A.知道叠加定理的原理

B.通过仿真观察叠加电路的电压以及电流大小

C.验证叠加定理的正确性

2.实验原理与说明

在由几个独立电源作用的线性电路中，任一支路的电压(或电流）等于各独立电源单独作用而其他独立电源为零（即其他独立电压源短路，独立电流源开路）时，在该支路产生的电压（或电流）的代数和。

3.仿真实验内容及步骤

此次实验只要测的是图2.1中电流源的电压既Uao的大小。

（1）.按照图2.1所示，连接电路，在检查电路连接正确之后，如图2.2所示，开始仿真运行电路，并把所需的电压电流读出来，示数以及结果如图2.3所示。

图2.1

图2.2

（2).按照叠加原理的方法，把电压源单独作用时候的电路画出来如图2.4所示，然后按照电路原理图连接仿真电路，在检查连接正确的时候，开始运行仿真电路，示数及连接图如图2.5。

图2.3

图2.4

（3）.按照叠加原理的方法，把电流源单独作用时的电路图画出来如图2.6，再按照电路原理图，连接仿真电路，在检查连接正确的时候，开始运行仿真电路，

示数及连接图如图2.5。

图2.5

由电路的仿真结果可以看出，当电流与电压源共同作用时，Uao=7.2V，当只有电压源作用时，Uao1=6，当只有电压源作用时，Uao2=1.2V。

因为Uao=Uao1+Uao2=6+1.2.我们可以看出ao两端电压等于两电源单独作用是电压叠加，既叠加定理得到验证。

4.仿真实验注意事项

A.叠加定理仅适用于线性电路求电压与电流，不适用于非线性电路；

B.叠加时，要注意电压（或电流）的参考方向，若电压（或电流）各分量的参考方向与原电路电压（或电流）的参考方向一致取正号，相反时取负号；

C.由于功率不是电压与电流的一次函数，故不能直接用叠加定理计算功率；

D.也可将独立源分成几组，按组计算电压（或电流）分量后再叠加；

E.某个（组）独立作用，同时意味着其他独立源不作用，不作用的电压源短路，不作用的电流源开路。受控源应始终保留在各分路中。

5.仿真实验报告总结

通过这个实验，我形象生动的了解到了叠加原理的实质与特点。在此次试验中，主要注意的是电流表与电压表的连接要注意电流流动的方向，否则测出来的值将是正确值的相反数。

实验三：含有受控源的电路辅助分析以及仿真

1.仿真实验目的

A.通过这次实验知道受控源作用原理；

B.通过改变输入部分的电压值，观察受控电压源的电压大小。

2.实验原理与说明

受控源是一种电路模型，实际存在的一种器件，如晶体管、运算放大器、变压器等等，它们的特性可用受控源的电路模型来模拟，晶体管的集电极电流受基极电流控制，运算放大器的输出电压受输入电压的控制，类似器件的电路模型中要用到受控源。

受控源的电压、电流受其他支路的电压、电流控制，由于这种电源是在受控状态下工作的，因此称受控源为非独立源。根据受控的是电压源或电流源，受控量是电压还是电流，受控源可分为以下四类：

A.电压控制电压源

B.电压控制电流源

C.电流控制电压源

D.电流控制电流源

为与独立电源相区别，用菱形符号表示其电源部分。

3.仿真实验内容与步骤

（1）.按照如下图3.1所示，连接仿真电路，如图3.2所示；

图3.1