电路实验教程28动态电路15周周四.doc

2.8实验二十一 动态电路的计算机仿真分析 2.8.1实验目的 （1）学习和掌握用计算机仿真正弦激励下的一阶电路、二阶电路的过渡过程。 （2）分析过渡过程与换路时刻的相位角及元件参数的关系，加深对基本概念和理论分析结果的理解。 2.8.2实验原理 （1）图2.8-1所示的RL串联电路中， 电路的微分方程为 零状态电路时域解为 其中： i(t)的暂态分量 -Imsin((u-()e-t/( 除了与R和L的值有关以外，还与接通时刻电源的初相位(u有关：(u-( = 0时，暂态分量为零，电路直接进入稳态；(u-( =±时，暂态分量绝对值为最大。仿真结果见图2.8-2 图2.8-1 RL串联电路 图2.8-2仿真结果(1) （2）图2.8-3中，,换路前开关闭合，电路达稳态。电感中电流的正弦稳态值为 在t=0时刻将开关断开，由于电感电流不能发生突变，得到 此后电感放电 电感两端的电压为 其暂态值与换路时刻的电源相位角(u有关，当(u =(/2时，由于,电路直接进入稳态，；如果换路时相位角(u=0,由于sin((u-(/2)=-1暂态分量绝对值为最大， ,可能远远大于原来电源电压峰值Um。 图2.8-3 RL并联电路 图2.8-4仿真结果(2) 2.8.3实验任务 (1)仿真以上实验原理中所分析的正弦激励下的两个一阶电路接通和断开时的过渡过程; 试对图2.8-3所示电路应做改进，以获得图2.8-4的仿真结果，。 (2)仿真分析图2.8-5所示RLC串联电路的响应波形。 已知：VC(0+)=12V, t=0+ 时刻的电感电流为零。 试在0-20ms范围内，分别对电容上的电压、电感上的电流进行仿真、分析，确定临界电阻值。 研究RLC串联二阶电路在方波激励下，电容器上的电压响应uC的相轨迹；调节元件参数，分析对应两种过阻尼、两种欠阻尼情况下的相轨迹。 ③研究RLC串联二阶电路在冲激信号激励下，电容器上的电压冲激响应和电感电流冲激响应。 图2.8-5 RLC串联电路 (3)自拟一个仿真实验，提出设计要求，编辑实验电路。进行仿真实验，得出相应结论。 t iLLt iLLt t