电路分析基础实验报告

电路分析基础课程实验报告

院系专业：信系科学与技术软件工程

年级班级：20111105）

姓名：涂明哲

学号：20112601524

本课程实验全部采用workbench 作为试验仿真工具。

实验一基尔霍夫定理与电阻串并联

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。

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。

实验原理图：

与理论计算数据比较分析：

i3 = i1 + i2;

u1 + u2 + u7 + u6 = 0;

u4 + u3 +u7 + u5 = 0;

u1 + u2 + u3 + u4 + u5 + u6 = 0;

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。

实验原理图：

与理论计算数据比较分析：

200Ω + 100 Ω=300Ω;

(100Ω+200Ω)//600Ω = 200Ω;

i1 = 15/(200+200+100) = 30mA

i2 = i1*(600/900) = 10mA

i3 = i1*(300/900) = 20mA

u1 = u3*(200/300) = 4v

u2 = u3*(100/300) = 2v

实验心得：

1.使用大电阻可以减小误差

2.工具不能熟练的使用而且有乱码。。。

实验二叠加定理

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。

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。

实验原理图:

电压源单独作用

电流源单独作用

电压源和电流源共同作用

与理论计算数据比较分析：

电压源单独作用时:

i = 12/(1+3) = 3A

u2 = i * R = 9V

电流源单独作用时:

i1 = 6*(1/4)= 1.5A

u1 = i1*R = 1.5*3 = 6v 所以 u = u1 + u2 = 15V 共同作用时：

12v - u -2*i -1*i = 0;

i1 = i + 6;

u = i1*3; 解得 u = 13v

实验心得：

1.受控源的连接方式

2.叠加定理中，电压源看做是短路，电流源看作是短路

实验三等效电源定理

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。

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R L，测量R L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；

4）原有源二端网络的戴维南（或诺顿）等效电路，接（1）中的负载 R L，测量R L上的电压或电流。实验报告中须有理论计算过程。实验原理图：

有源二端网络电路，接负载R L，测量R L上的电流或电压

有源二端网络开路电压测量电路

有源二端网络开路电压测量电路

戴维南等效电路测电压电流

与理论计算数据比较分析：

1.计算戴维南等效电路端口电压、短路电流，如图一，用叠加定理：

①100V电压源单独作用时:

节点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 = 125V

②20V电压源单独作用时:

节点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，开路电压Uoc = 125+（-5）= 120V;

短路电流：(u1-u)/4+(u/2)=0→u=3*u1

i = 2*(u-u1)/4 = u/3 = 40A;

等效电阻：R = Uoc/i = 3Ω.

2.等效后负载上的电压电流：

i = 120/(3+10) = 9.23A,u = Ri = 9.23*10 = 92.3V.

实验心得：

1.负载选择较小的时候，测电压电压表外接，可以减小误差

2.计算输入电阻时，要把所有独立源置零

实验4 一阶RC 电路特性的EWB 仿真

一、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。

二、实验原理

RC 电路充放电如实验图所示。

实验图 RC 电路充放电

电容具有充放电功能，充放电时间与电路时间常数RC ＝ 有关。

三、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