[电工实验直流电路的设计.docVIP

新疆大学 实训（实习） 设 计 报 告 所属院系： 机械工程学院 专 业： 工业工程 课程名称： 电工电子学 设计题目： 直流电路 班 级： 学生姓名： 学生学号： 指导老师 : 完成日期： 实训（实习）设计题目：设计一直流电路 要求完成的内容： 两路直流稳压电源一路+6V----+12V，，，流出该结点的为，则有 + = 这一定律也适合用于电路的任一结点上，同一瞬间电流的代数和等于零。 图（1） 图（2） 2 基尔霍夫电压定理（KVL） 基尔霍夫电压定理是说明电路中任何一个回路中各部分电压之间相互关系的基本定律。如图（2）所示，由于电位的单值性，若从a点出发，沿回路abcda环形一周，电位的变化为零。因此在该回路中与回路方向一致的电压之和等于与回路环形方向相反地电压之和，即 3 叠加定理 在一个含有多个电动势的线性电路中，任一支路中的电流等于在电路中所有 的电阻不变的情况下各电动势单独作用时在该支路中产生的电流的代数和。这个 原理叫叠加原理。试验中，在某一电源单独作用时，若其他电源的内阻不能忽略， 则这些内阻要用与之相等的电阻代替。本设计用模拟内阻为零的理想电压源，所以可以将其用短接线代替。 (a) (b) (c) 图(3) 如图（3）所示，设、、、=已知，求电流、，由于两个电流未知，利用叠加定理，其中是在电压源单独作用时产生的电流；是在电流源单独作用时产生的电流。则有 =（）= =（）= 叠加定理可将一个含有多个有源元件的电路简化成若干个只含单个有源元件的电路。 三、设计内容 1 验证KCL 设计电路图如图（4）所示设，====200，用万用表测量各支路的电流值，，。 图（4） 用支路电流法解这个电路图求，，的值过程如下： 对于结点a，有KCL有：+= 对于回路abcdefa有：--=0 对于回路abcgfa有：+(+)-=0 代入数据可得：=-24mA，=66mA，=42mA 用Multisim软件模拟的结果如图（5）所示一次分别为，，的值 图（5） 由显示结果可知用这些具体的参数能够验证基尔霍夫电流定律的正确性。 2 验证KCL 设计图如图（6）所示，设，====200，用万用表测量电阻，，，的电压值，，，。 图(6) 由于该电路图与之前的验证KCL的电路图一样，所以知=-24mA，=66mA，=42mA，所以有： ==-0.024200V=-4.8V， ==0.066200V=13.2V， ==0.042200=8.4V， ==0.042200=8.4V。 该电路图用Multisim软件模拟出来的结果如图（7）所示一次分别为 ，，，的值。 图（7） 根据KVl有： -=; ++=; ++=。 将实验数据带入可知上面的等式是成立的，这验证了基尔霍夫电压定律的正确性。 3 验证叠加定理 设计电路如图（8所）所示，设=12V，=1A，=5，=2，=6，=4，求通过电压源的电流和电压源两端的电压。用万能表测量，。 图（8） 用叠加定理求，过程如下： 当电压源单独作用时，电路图如图（9）所示，求得 图（9） ==+=（+）A=2.91A； ==-1.37V. 当电流单独作用时，电路图如图（10）所示： 图（10） 求得： =114.286mA； ==3.289V。 最后求得 =(2.914+0.114)A=3.029A; =(-1.371+3.289)V=2.457V. 当电压源单独作用时，用Multisim软件模拟出来的结果如图（11）所示 图（11） 其结果与理论计算结果相同 当电流源单独作用时，用Multisim软件模拟出来的结果如图（12）所示 图（12） 其结果与理论计算结果相同 对于原始电路