电路分析基础课程设计.doc

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1、一．仿真设计1.用网孔法和节电法求解电路。如图1-1所示电路图1-1（a）用网孔电流法计算电压u的理论值图1-2如图1-2，可列出网孔方程如下:解得u=2V(b)利用multisim进行电路仿真，用虚拟仪表验证计算结果。(c)用节点电位法计算电流i的理论值。如图1-2，可列出节点方程如下：解得i=1（d）用虚拟仪表验证计算结果。结果：，计算的理论值与仿真电路测得的结果一样,故网孔法和节点法的求解是正确的。结论分析：本设计题是通过计算电流i和电压u与仿真电路的。用虚拟表测得的结果对比，来验证网孔法与节点法的正确性。根据结

2、果结果可知网孔法和节点法的正确性。得到网孔法和节点法的典型形式如下：（1）网孔法的典型形式为：式中：为网孔k的电流。称为回路k的自电阻，它是回路k所有电阻之和，恒取“+”。称为回路k和回路j的互电阻，它是回路k和回路j的共有支路上的所有公共电阻的代数和。如果流过公共电阻上的两回路电流方向相同，其前取“+”反之取“—”。是回路k中所有电压源电压的代数和，与回路电流方向相反的电压源前面取“+”否则取“—”。(2)节点法的典型形式为：式中:为k节点的电压。称为节点k的自电导，它是连接到节点k的所有支路电导之和，恒取“+”号。

3、称为节点k和节点j的互电导，它是节点k和节点j之间共有支路电导之和，恒取“—”号。是注入到节点k的电流源电流之代数和。2.叠加定理和齐次定理的验证如图2-1所示电路：图2-1（a）使用叠加定理求解电压u的理论值。将电流源置零，电压源独立工作时，如下图所示：图2-2则有：解得u1=9V将电压源置零，电流源独立工作时，如下图所示：图2-3可列出节点方程：解得u2=7A则根据叠加定理有u1+u2=9+7=16V(b)利用multisim进行电路仿真，验证叠加定理。将电流源置零，电压源独立工作时：将电压源置零，电流源独立工作时

4、：两个独立源同时作用时：（a）如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，使用其次定理，计算此时的电压u。根据齐次定理可求得（d）利用multisim进行电路仿真，验证齐次定理当电压源扩大为原来的3倍时：当电流源扩大为原来的2倍时：当电压源和电流源同时扩大时：结果：计算的理论值与仿真电路的测量结果一致，叠加定理和齐次定理是正确的。结论分析：本设计题通过用叠加定理和齐次定理的理论值计算和用虚拟表测得的结果进行对比来验证叠加定理和齐次定理的正确性。由以上的计算结果和测量结果可知叠加定理和齐次定理的正确性。现

5、将叠加定理和齐次定理的内容写在下面：（1）叠加定理的内容为：对于具有唯一解的线性电路，多个激励源共同作用时引起的响应（电路中各处的电流、电压）等于各个激励源单独作用时（其他激励源置为零）所引起的响应之和。（2）齐次定理的内容为：对于具有唯一解的线性电路，当只有一个激励源（独立电压源或独立电流源）作用时，其响应（电路中任意一处的电流或电压）与激励成正比。3.替代定理的的验证如图3-1所示电路：图3-1（a）求R上的电压u和电流i的理论值。如图所示，可列出网孔方程解得：i=2.186，u=4.372（b）利用multisi

6、m进行电路仿真，分别用相应的电压源u和电流源i替代电阻R，分别测量替代前后支路1和支路2的电压u。替代前的i1和u2用电压源替代电阻后：用电流源替代电阻后：结果：替代前后电路中的电流有微小的变这可能是由于电表内阻造成的。一样所以替代定理得以验证。结论分析：本设计题是通过先计算电阻R两端的电压值u和流过其的电流值i，然后分别用u和i替代电阻R，用虚拟表分别测量替代前后支路1的电流和支路2的电压。如果替代前后一样则替代定理得以验证；否则不能验证。由以上结果可知替代定理是正确的，现将其表述如下：在具有唯一解的电路中，若某一支

7、路的电压u电流i已知，那么该支路可以用的电压源替代，或者用的电流源替代。替代后的电路其他各处的电压电流均保持不变。4.测图4-1电路中N1，N2的戴维南等效电路的参数，并根据测得参数搭建其等效电路；分别测量等效前后外部电流I，并验证是否一致。图4-1N1的戴维南等效电阻和电压：N2的戴维南等效电阻和电压：等效前的外部电流I：等效后的外部电流I：结果：等效前后外部电流I都为1.053A，以戴维南等效是正确的。结论分析：本题是先用虚拟表测得电路N1和N2的戴维南等效电路的参数和，并根据测得的参数搭建仿真电路，分别测量等效前

8、后外部电流I，如果用虚拟表测得等效前后电流I相等，则戴维南定理得到验证，否则不能验证。由以上结果可知等效前后外部电流I都为1.053A，以戴维南等效是正确的。现将戴维南定理表述如下：戴维南定理可表述为任意一个线性一端口电路N，它对外电路的作用，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效。该电压源的电压等于一端口电路在端口处的开路电压；