multisim在电路分析中的应用

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1、Multisim2001在电路分析中的应用教学提示：Multisim2001几乎可以仿真实验室内所有的电路实验。但仿真实验是在不考虑元件的额定值和实验的危险性等情况下进行的，因此，在确定某些电路参数(如最大电压)时，应该认真地考虑一下客观现实问题。除了实验测试，利用Multisim2001的电路分析方法，还可以对大多数电路进行理论计算。本章重点介绍如何利用Multisim2001对电路分析中的基本定律和分析计算方法进行仿真验证。教学要求：熟练掌握电路分析中基本定律、定理的仿真验证；熟练掌握电阻电路、一阶动态电路、单相正弦电路的仿真分析方法。1.电路的基本定律

2、电路的基本定律包括两类：一是由于元件本身的性质所造成的约束关系，即不同的元件要满足各自的伏安关系，如欧姆定律；二是由于电路元件之间的连接方式所造成的约束关系，即电路元件之间的互连必然导致各支路的电压或电流有联系或有约束，如基尔霍夫定律。1.1欧姆定律欧姆定律给出了线性电阻两端的电压和流过电阻的电流之间的关系.【例1】电路如图所示，电源U1=5V，电阻R1=10Ω，求流过R1的电流。例8.1电路图例8.1仿真电路图解：根据欧姆定律可得，R1的端压为5V，流过R1的电流为0.5A。在Multisim2001的电路窗口中创建图8.2所示的电路，启动仿真，图8.2中

3、电压表、电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。1.2基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律(KVL)反映了支路电压之间的约束关系.【例2】如图所示的电路中，已知R1＝120Ω，R2＝40Ω，R3＝80Ω，U＝12V。试求各电阻上的电压U1、U2、U3的值，并验证KVL定律。例8.2电路图解：根据欧姆定律和KVL定律可得，U1=6V，U2=2V，U3=4V。在Multisim2001的电路窗口中创建图8.4所示的电路，启动仿真，图中电压表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同，并且U1+U2+U3=U，验证了KVL定律

4、。例8.2仿真电路图1.3基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律(KCL)反映了支路电流之间的约束关系。【例3】电路如图所示，电压源U=12V，电阻R1=20Ω，R2=40Ω，R3=60Ω，求流过电压源的电流I。例8.3电路图解：根据欧姆定律可得，流过R1、R2、R3的电流分别为I1=0.6A，I2=0.3A，I3=0.2A。由KCL的I=I1+I2+I3=1.1A。在Multisim2001的电路窗口中创建如图所示的电路，启动仿真，图中电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。例8.3电路图2直流电阻电路的分析电路的分析方法与组成电路的元

5、件、激励源以及电路结构有关，但其基本方法是相同的。本节主要介绍Multisim2001在由线性电阻和独立源组成的电路中的应用。2.1网孔电流分析网孔电流分析是以网孔电流为变量列KVL方程求解电路的方法。【例4】电路如图所示，电压源U1=8V，U2=6V，电阻R1=20Ω，R2=40Ω，R3=60Ω。试用网孔电流分析法求网孔Ⅰ、Ⅱ的电流。例8.4电路图解：假定网孔电流在网孔中顺时针方向流动，用网孔电流分析法可求得网孔Ⅰ、Ⅱ的电流分别为127mA、-9.091mA。在Multisim2001的电路窗口中创建图所示的电路，启动仿真，图中电流表的读数即为仿真分析的结

6、果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。例4仿真电路图2.2节点电位分析节点电位分析是以节点电位为变量列KCL方程求解电路的方法。当电路比较复杂时，节点电位法的计算步骤非常繁琐，但利用Multisim2001可以快速、方便地仿真出各节点的电位。【例5】电路如图所示，试用Multisim2001求节点a、b电位。例8.5电路图解：如图所示电路为3节点电路，指定参考点c后，利用Multisim2001可直接仿真出节点a、b的电位，仿真结果见图8.10中电压表的读数，Va=7.997V，Vb=12.000V，与理论计算结果相同。例8.5仿真电路图2.3叠加定理叠加定

7、理可表述为：在线性电路中，如果有多个独立源同时作用时，任何一条支路上的电流或电压，等于各个独立源单独作用时对该支路上产生的电流或电压的代数和。【例6】电路如图所示，试用叠加定理求流过电阻R2的电流I及其两端的电压U。例8.6电路图解：图中电流表、电压表的读数为电流源、电压源同时作用时流过电阻R2的电流I及其两端的电压U。图中电流表、电压表的读数为电压源单独作用时流过电阻R2的电流I1及其两端的电压U1。图中电流表、电压表的读数为电流源单独作用时流过电阻R2的电流I2及其两端的电压U2。可见，I=I1+I2，U=U1+U2，电路仿真结果与理论计算相同。电压源、

8、电流源同时作用时仿真结果电压源单独作用仿真结果电流源