电路仿真报告

电路原理课程仿真报告

课程名称：电路原理

学生姓名：敖民

班级：电自1712

学号：2017301011208

指导教师：李浩茹

提交日期：2018年12月27日

《电路原理》课程仿真研究

摘要：电路（英文：Electrical circuit ）或称电子回路，是由电气设备和元器件，按一定方式连接起来，为电荷流通提供了路径的总体，也叫电子线路或称电气回路，简称网络或回路。如电源、电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成电路和电键等，构成的网络、硬件。负电荷可以在其中运动。电路是一门重要的技术基础课，是电气，电子，通信，控制以及机电一体化等学科必备的理论基础，对工科大学生总体课程的学习和今后的工作起着深远的影响。

关键词：叠加定理 戴维南定理 Multisim

一、仿真软件简介

Multisim 简介：Multisim 是美国国家仪器（NI ）有限公司推出的以Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

Visio 简介：Office Visio 是office 软件系列中的负责绘制流程图和示意图的软件，是一款便于IT 和商务人员就复杂信息、系统和流程进行可视化处理、分析和交流的软件。使用具有专业外观的 Office Visio 图表，可以促进对系统和流程的了解，深入了解复杂信息并利用这些知识做出更好的业务决策。

二、叠加定理及戴维南定理的验证 （一）叠加定理的证明

叠加定理指出：在线性电路中，任一支路的电压或电流，都是电路中各个独立源单独作用时，在该支路中产生的电压或电流的代数和。用下列电路验证叠加定理，其中令Us=12V ，Is=2A ，R1=4 ohm ，R2=2 ohm ，R3=5 ohm 。

图一

令电压源，电流源分别单独作用，再让电压源跟电流源同时作用，分别测出流过R1，R2，R3的电流和两端的电压，再做比较。相关仿真电路图如下：

Is

R1

R2

1，测量电压源单独作用时相关电压，电流

图二，电压源单独作用时仿真电路图

2，测量电流源单独作用时相关电压，电流

图三，电流源单独作用时仿真电路图

3，测量电压源，电流源同时作用时相关电压，电流

U1

DC 10MOhm

图四，电压源电流源同时作用仿真电路图

4，将测到的数据绘制成表格：

5，实验结论：根据仿真实验的数据，成功验证叠加定理。

（二）验证戴维南定理

戴维南定理指出：任意含有独立源和线性电阻的有源二端网络，对外电路而言，可以用一个电压源和电阻的串联支路等效；电压源电压等于二端网络端口开路时的开路电压，电阻等于将二端网络内全部电源置零后的输入电阻。这个电压源和电阻串联的电路称为戴维南等效电路。现在根据如下电路验证戴维南定理。

图五，有源二端网络 图六，等效电阻 图七，戴维南等效电路

如图五所示，ab 左端为有源二端网络，右端为外电路，令Usa=12V ，Usb=6V ，R1=4 ohm ，R2=8 ohm 。

1、计算开路电压及等效电阻。

开路电压即ab 两点之间的电压：Uoc=8*12/（4+8）+6=14V

假定电压源全部置零，如图六所示，即得等效电阻：Req=4*8/(4+8)=2.666 2、将开路电压作为电压源的电压，并串联等效电阻求出戴维南等效电路。如图七所示。

3、仿真测试两个电路是否等效，仿真电路图如下：

图八，戴维南定理仿真电路图

4、实验结论：根据仿真结果，戴维南等效电路电流值跟原电路电流值相等，所以成功验证戴维南定理。

三、实验心得

电路理论是建立再模型概念的基础上。要分析任何一个复杂的物理系统，必须用理想化的模型来描述这个系统，而理想化的模型则是有一些理想化的原件组合而成的，所谓理想化的原件本身也是一些简单的模型，它用来表达或近似的表达一些简单的实际器件或简单的物理现象的本质。也就是说，理论模型跟实际器件之间是有差距的，在实际操作中得到的数据只是近似的验证叠加定理和戴维南定理，不会像上表中的数据那样完美。所以理论是理论，实践是实践。一开始想过用MATLAB 来完成仿真，但无奈对MATLAB 不是很熟悉，所以思来想去还是用了比较熟悉的Multisim 。过程中发现了一些问题，比如在Multisim 中仿真电路一定要接地，在实际电路中就可省去这个步骤。当然，虽然只是仿真，但Multisim 的电压表还是会通过微弱的电流，这和实际情况比较接近，虽然在理论研究中常常忽略这一 事实。并且在利用软件仿真有一个非常便利的情况，就是电阻或者

R

a

b

a

b

电压源电压等数值可以比较自由的改动，并且跟实际的器件来说比较精确。

参考文献：【1】江明睿.叠加定理的证明.2017,06,11

【2】贾南.戴维南定理的仿真与验证.2018,07,02