EWB电路仿真上海电力学院.doc

实验一：戴维南定理的仿真设计 一、实验目的 1.验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。 2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 3.进一步熟悉EWB软件的应用。 二、实验原理与说明 1.任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。 2.戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势U等于这个有源二端网络的开路电压Uoc,其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 三、实验内容和步骤 如图1-1所示用戴维南定理求此电路中电阻的端电压。 解：由图可得，将电阻移去，得图1-2， 求 将电压源短路，电流源开路，如得图1-3，求入端电阻R 如图1-3,得 由分析可得图2-1可等效看成图1-4所示的电路，从而求得电阻端电压 故可得端电压为0.2V 2.戴维南定理的仿真验证 由电路仿真验证可得电阻端的电压为，与戴维南定理计算得的理论值相等，所以可真得戴维南定理成立。 四、注意事项 1、在求入端阻抗的时候电源置零，即电压源处短路，电流源处开路。 2、当化简成等效电路时，要注意串联入端电阻和开路电压的方向。 五、实验小结 总结：戴维南定理是电路中等效替代的方法，在运用戴维南定理的过程中要注意求入端电阻R时的方法，电压源短路，电流源断路。另外在计算时要注意电压电流的参考方向，注意参数的正负。 实验二：正弦电路谐振的仿真 一．电路课程设计目的 （1）验证RLC串联电路谐振条件及谐振电路的特点。 （2）学习使用EWB仿真软件进行电路模拟。 二．实验原理与说明 RLC串联电路图如图2-1所示 。 如图为RLC串联电路原理图 当电路发生谐振时，或??? （谐振条件） RLC串联电路谐振时，电路的阻抗最小，电流最大；电源电压与电流同相；谐振时电感两端电压与电容两端电压大小相等，相位相反。 三、实验内容和步骤 （1）理论计算 （2）实验计算 根据自己设计的参数并选择合适的方法验证串联谐振条件。并将数据记录在表中。 (交流电压有效值为12V) 电阻（） 频率 （HZ） 电容 (mH) 电感 (mF) 电容两端电压(mv) 电感两端电压(mv) 电流 (mA) 第1组 12 50 1 1 2835 287.1 910.9 第2组 12 50 5 1 580.0 293.7 922.7 第3组 12 50 10 1 290.1 293.8 923.0 第4组 12 50 10.13 1 291.3 293.8 923.1 第5组 12 50 11 1 145.0 293.8 922.7 第6组 12 50 10.13 0.05 286.2 14.69 922.6 第7组 12 50 10.13 0.5 286.3 146.9 922.8 第8组 12 50 10.13 1 290.1 293.8 923.1 第9组 12 50 10.13 10 279.5 2868 901.4 如上表可得：由表中第一组到第五组可得，保持L=1 mH不变，不断C,电容与电感两端电压趋近相等，电流值增大，当C=10.13时，电感与电压两端电压近似相等，电流最大，继续增大C，电容电感两端电压差值增大，电流减小；由第6组到第9组可得，保持C=10.13不断增大L的值，电感与电容两端电压慢慢趋近相等，电流增大，当L=10.13时满足,电感两端电压约等于电容两端电压，而此时电流最大。继续增大L,电流下降。 故得到：当C=10.13mF,L=1mh,得到谐振。 满足上面测得的理论值，所以谐振条件成立 （2）RLC串联谐振电路的特点 RLC串联谐振电路有几个主要特征： 谐振时，电路为阻性，阻抗最小，电流最大。（由上对数据表的分析可以证得） 谐振时，电源电压与电流同相（这可以通过示波器观察电源电压和电阻负载两端电压的波形中否同相得到） （如图2-2为电源电压与电阻两端电压的波形） 3）谐振时，电感电压与电容电压大小相等，相位相反。 这可以通过示波器观察电感和电容两端的波形是否反相得出，还可用电压表测其大小。 1. （如图2-3为大小相等的验证） 2. 如图2-4波形图（反相输入） 如图两波形显示为同相位，大小相等，但因为输入时两者为相反输入，所以证明了谐振时电 感两端电压与电容两端电压大小相等，相位相反 四、注意事项 1、R、L、C串联电路时，总阻抗并不是单纯的电阻值相加，电感和电容的阻值也有部分考虑在内。 2、在用示波器测量电压的波形时要注意接点连线要正确。 五、实验小结： 此是RLC串联谐振的仿真，通过仿真实验，我进一步了解了串联谐振的条件