电路仿真分析报告记录.docx
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电路仿真分析报告记录
电路仿真分析报告记录
————————————————————————————————作者:
————————————————————————————————日期:
电路仿真分析报告
题目:
电路仿真分析
姓名:
周XX
学号:
21306061108
班级:
13自动化
(2)班
专业:
13自动化
摘要:
基本原理基本原理
1、一阶电路零状态响应仿真分析
1.1基本原理
基本原理,基本原理
1.2建立电路图
基本原理,基本原理
1.3仿真结果分析及结论
基本原理,基本原理
2、一阶电路全响应仿真分析
2.1基本原理
基本原理,基本原理
2.2建立电路图
基本原理,基本原理
2.3仿真结果分析及结论
基本原理,基本原理
3、二阶电路的零状态响应仿真分析
3.1基本原理
基本原理,基本原理
3.2建立电路图
基本原理,基本原理
3.3仿真结果分析及结论
基本原理,基本原理
4.仿真分析总结
1.一阶电路零状态响应仿真分析(习题7-4)
1.1基本原理:
当开关连接到导线1时,此时电源电压给电容充电;一段时间后,把开关转换接到导线3时,此时电源电压并不起作用,电容释放其储存的能量,向外电路施激励引起响应。
因此,该过程为零状态。
1.2建立电路图:
1.3仿真结果分析及结果:
(1)a.当u=10uf时,电容电压、电流参数曲线:
b.当u=100uf时,电容电压、电流参数曲线:
c.当u=10mf时,电容电压、电流参数曲线:
分析及结论:
由图a中的电容的电压、电流变化曲线,可知,当开关在导线1时,电源电压给电容充电,电容两端的电压就是电阻R2两端的电压(当电阻R4时),故其值不变;由于电容相当于短路,所以没有电流通过它,其值也不变;而一段时间后把开关接到导线3时,电源电压给断路了,被充上电的电容充当电源释放电能,所以其两端的电压减小,通过其的电流也减少。
因为示波器不能直接测出电流,所以串联一个电阻,通过测串联后的电压曲线,由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线相同。
通过比较图a,b,c中电压、电流曲线变化,可以总结出,电容越大,放电时电压、电流减小的越慢。
(2).当u=10uf一定时;
a.电压源为正弦波时,
b.电压源为三角波时,
c.电压源为矩形波时,
分析及结论:
当开关与导线1相接时,电源分别为正弦波、三角波、矩形波,因为它们都是呈周期性变化,变化的规律不同,所以电容两端的电压、电流的变化曲线也不同;但开关连接到导线3时,其电压、电流都减小,但变化趋势有点区别。
2.一阶电路零输入响应仿真分析(习题7-5)
2.1.基本原理:
当开关J1与导线2相连时,此时的电路中含有独立电源V1,电感L1对其具有阻碍作用且同时进行储存电能。
当开关J1与导线1相连时,电路中无独立电源,此时电路的响应由储能元件电感L1产生激励。
因此,该过程为零输入。
2.2.建立电路图:
2.3仿真结果分析及结论:
(1).a.当L=1H时,
b.当L=100mH时,
c.当L=10mF时,
分析及结论:
由图a中的电感的电压、电流变化曲线,可知,当开关在导线2相连时,电感L1对其具有阻碍作用且同时进行储存电能,所以电压为0,而通过电感的电流就是通过电源的电流,所以恒定。
而一段时间后把开关接到导线1时,电源电压给断路了,被充上电的电感充当电源释放电能,所以通过其的电流减少,其两端的电压瞬间变大,反向充电,再接着减小至0。
因为示波器不能直接测出电流,所以串联一个电阻,通过测串联后的电压曲线,由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线的形状相同。
通过比较图a,b,c中电压、电流曲线变化,可以总结出,电感越小,放电时电压、电流减小的越快;电感越大,其放电时电压、电流减小的越慢。
(2).当L=1H时
a.电源为正弦波时,
b.当电源为三角波时,
c.当电源为矩形波时,
分析及结论:
当开关与导线2相接时,电源分别为正弦波、三角波、矩形波,因为它们都是呈周期性变化,变化的规律不同,所以电感两端的电压、电流的变化曲线也不同;但开关连接到导线1时,其电压都瞬变,反向充电,随后电压、电流都减小。
3.一阶电路全响应仿真分析(习题7-6)
3.1.基本原理:
当开关J1打开的时,电路中存在独立电源V1,且独立电源对电容电感进行充电。
开关闭合后,含电感、电容的左右两边各形成回路,而电源被含开关K1断路,所以形成的左回路中电感作为电源进行放电;右回路电容继续充电。
所以,此过程为全响应。
3.2.建立电路图:
3.3.仿真结果分析及结论:
(1).当L=1H时,
a.电容电压、电流变化曲线
电感电压、电流变化曲线:
分析及结论:
上图中a橘黄色的曲线是电容电压变换曲线,红色的曲线为电容电流变化曲线(因为示波器不能直接测出电流,所以串联一个电阻,通过测串联后的电压曲线,由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线的形状相同),b中红色曲线为电压变化曲线,蓝色曲线为电流变化曲线,当开关J1打开的时,电路中存在独立电源V1,且独立电源对电容C1、电感L1进行充电,此时的电容相当于断路,其两端电压是R3两端电压减去R2两端电压为恒定值,电流为0,;电感两端的电流也为恒定值,电压为0;当开关闭合后,含电感L1、电容C1的左右两边各形成回路,而此时电源被含开关K1断路,所以形成的左回路中电感作为电源进行放电;右回路电容也放电,随着电能的减少,电压、电流均减少。
(2).
(a).当L=1H,C=200mF时,
电感:
电容:
(b).当L=10mH,C=2mF时,
电容:
分析及结论:
由上面的几个图比较可知,电感大小不同,其充放电的快慢不同,但电容两端的电压都不变,而通过电容的电流在开关L1打开时,电流为0,当闭合时,电流瞬间发生改变,随后保持不变。
(2)a.正弦波:
电容:
电感:
(2).b.三角波:
电容:
电感:
(3).c.矩形波:
电感:
电容:
分析及结论:
当开关打开时,电源分别为正弦波、三角波、矩形波,因为它们都是呈周期性变化,变化的规律不同,所以电感、电容两端的电压、电流的变化曲线也呈现不同;当电源电压为正弦波时,电容电压一直为0,而电容电流先是增大,但当开关闭合时就瞬间减小至0。
通过电感的电流在开关打开时,其变化和电源电压一样呈正弦波形变化,在开关闭合时慢慢减小至0;当电源电压为三角波时,电容电压一直保持不变,而电容电流先是增大,但当开关闭合时就瞬间增大接着保持不变。
通过电感的电流在开关打开时,其变化和电源电压一样呈三角波形变化,在开关闭合时先减小的快再慢慢减小至0;当电源电压为矩形波时,电感电压逐渐减小至0保持不变,电流和电压的变化曲线基本相同,但其最后是保持一个不为0的值,开关闭合时,电压瞬间变化,而电流随着时间的推移逐渐减小至0;电容电压一直保持不变,电流逐渐减小至一个定值后保持不变,开关闭合时,电压、电流瞬间改变后保持不变。
四.二阶电路的零状态响应仿真(分析习题7-8)
一.基本原理:
当开关J1与导线1相连接时,电源电压给电感提供电压,电感充电,当开关接到导线3时,电感释放电能。
二.建立电路图:
三.仿真结果分析及结论:
(1).a.当L=3H时,电感:
b.当L=0.3H时,电感:
c.当L=0.03H时,电感:
分析及结论:
由图a(b\c)可知,开关与导线3相连时,其电压保持不变,而电流为0,当开关接到导线1时,电压瞬间变大紧接着马上慢慢减小至某一值时保持不变,而电流时一直慢慢增大至某一值时保持不变。
由上面三个图像可知,三个图像中的曲线变化规律是相同的,但唯一不同的就是在将开关与导线1相连时,随着电感的大小减小,电压、电流减小的越快,越快到达稳定值。
(2)a.电源为正弦波时,
b.电源为三角波时,
c.电源为矩形波时,
分析及结论:
当开关与导线3相连后再与导线1相连,电源分别为正弦波、三角波、矩形波,因为它们都是呈周期性变化,变化的规律不同,所以电感两端的电压、电流的变化也呈现不同曲线;当电源电压为正弦波时,通过电感的电流为0,在开关与导线1相连时,迅速增大一段时间后接着慢慢的增大,在慢慢减小,其电压迅速减小一段时间后接着慢慢的减小;当电源电压为三角波时,在开关与导线1相连时,电压方向迅速增大后再迅速减小接着慢慢的减小至稳定值。
电流方向迅速增大后再慢慢减小;当电源电压为矩形波时,在开关与导线1相连时,电压迅速增大后再迅速减小接着慢慢的减小至稳定值。
电流迅速增大后再慢慢慢慢增大至稳定值。