电路EDA实验指导

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1、电路EDA实验指导实验七感性电路功率因数提高一、实验要求：1）在不同值的并联电容下仿真出负载、电容和电源所在支路的电流值。2）找出cos©接近1时所需并联的电容值。二、实验口的掌握功率因数电路的基本分析方法。三、实验电路图及数据分析:1）：仿真出各支路的电流值如图2,改变电容值，接线不变再次测量多次的电流值仿真结果如表1。口J推导出功率因数为:X=cos(p=Pr』©.+qJ+Pr2coCIK2+R2/或=cosarctanQl+QcPr=cosarctana)L~Ra)RCIJ其中co=27Tf,将计算出的功率因数值填入表lo根据实验

2、接线电路图2画出对应的电流相量图，如图3所示。图3电路的电流相量图表1不同电容值下各支路电流值的仿真结果屯容值C/

3、iF电流仿真值功率因数XMAIr/AIc/mA143.7443.7970.000.8007243.7043.79140.00.8015343.6643.79210.00.8023443.6243.79280.00.8031543.5843.79350.00.8039643.5343.79420.00.8047743.4943.79490.00.805435034.9243.7924500.00.999337634.8643

4、.7926320.00.999940034.9043.7928000.00.9980由图3与表1可见，改变电容大小不会影响负载的电流，也就是不会改变负载的有功功率。但是电容的无功功率“补偿"了电感L的无功功率，减少了电源的无功功率，从而提高了电路的功率因数。2)：根据相量图可以知道，改变电容只导致了乙的大小改变。所以改变电容使COS0=1时，总电流卩s

5、将达到最小值卩0=cosfarctan,此吋电路发生并联谐振，曲相量图得出电容人小为C=Msin(arctan曽］/啪』=380吓•2us或由并联谐振电容电感复功率和为0得出C=—^=3

6、78pF。在EWB中把电人「厶容调整在350〜400gF之间仿真，使总电流Is最小。最后调整到大小C=376pF时能使IS=34.86A为最小值，依此数据算出的功率因数入=0.9999,见表1。找到使cos©=1的电容值与计算在误差范围内相符，所以电容C=376pF就是这次实验所要求找岀的参数，实验完成。实验八RLC串联谐振电路频率响应1.博徳图仪的使用博德图仪乂称虚拟扫频仪、频率特性测试仪波特测试仪或波特测试仪。波特测试仪图标和面板如图1和图2所示，川于分析电路的频率与相频特性，可测量输入与输出的幅度比（电压增益）、相位差。+（接电賂

7、输入指针移动按钮指针处读数垂直坐标设定嗷指针幅（相弊特性选择£00dBBod,Plotter图1波特测试仪图标图2波特测试仪面板1.波特测试仪的连接。波特测试仪根据设定产生自身的频率谱，交流信号源的频率对测量无影响，但是分析时必须接入一个交流信号源。如图541所示，测量前，将波特测试仪的输入端“IN”的“+”端和“■”端接到电路的输入电压Ui,输出端“OUT”的“+”端和端接到电路的输出电压Uo。2.波特测试仪的调试。如图2所示：①幅（相）频特性选择。• magnitude按钮：设定为幅频特性；• phase按钮：设

8、定为相频特性。②垂直坐标范围设定。③水平朋标范围设定同乖总坐标范围设定相同：2.利用波特测试仪，研究串联谐振电路电流i的幅频特新与相频特性。例1试用EWB软件，研究R、L、C串联谐振电路的频率特性（选频特性），电路如图3所示。当选择电阻分别为1000Q,100Q,lOfl时，电路幅频、相拼特性如图4〜9所示。~JinoutlIQQQ图3R.L、C串联谐振仿真电路R=1000flBodePlotterF

9、IQdBI1-33(16hifagnitudePhaseverticalrHorizontalLin□nanMHZHZ土Jzd•In(S

10、)■OJUSB5U4a；HZOS图4r=ioooQ幅频特性图5r=ioooQ相频特性R=100Q图6R=100Q幅频特性图7R=100Q相频特性R=10Q图8R=10G幅频特性图9R=ion相频特性结论:实验九三相交流电路电压电流的测定利用EWB可以对三相交流电路进行仿真研究，分别对负载的两种连接情况以及负载对称和不对称情况下电路中的电流、电压进行仿真研究。例1三相电路如图1所示，电源电压为380/220Vo利用EWB仿真出1)S闭合时负载的相电压、相电流和中性点之间的电压、中性线电流；2)S断开吋负载的相电压、相电流和中性点之间的电压

11、、中性线电流。511.1mA302.5Ohm@)220V/50Hz/ODeg22CV/50Hz/120Deg2.272A0.963H302.5Ohm220.0V484Ohm220.0V：96.8Ohm220