电路分析第一次实验作业.docx

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电路分析第一次实验作业

院系：

信息科学与工程学院

专业班级：

信息安全一班

姓名:

冯玉萍

学号：

20090830102

实验一：

一、如下图所示，用叠加定理求出

的电压和通过它们的电流。

实验原理：

有实验表明：

由两个激励产生的响应为每一激励单独作用时产生的响应之和。

这是“线性”在多于一个独立源时的表现，称为“叠加性”。

有线性电阻、线性受控源及独立源组成的电路中，每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生的电流或电压的代数和，这就是叠加原理。

当某一个独立源单独作用时，其他独立源应为零值，即独立电压用短路代替；独立电流源用开路代替。

这就是说，在线性电路中，任意电流变量或电压变量，作为电路的响应，与电路各个激励的关系可表示为电路响应等于各个激励之和。

实验目的：

回顾并熟悉叠加原理的计算方法、原理和计算过程中相关的注意事项。

提升自己的实践操作能力。

并在实践中加深对叠加原理的理解和相关注意事项的记忆。

实验内容：

分别测量单独有电压源时对R1,R2,R3,R4的电流和电压的作用，再测量单独有4mA电流源和5mA电流源时对R1,R2,R3,R4的电流和电压的作用。

然后再将各个独立源时对R1,R2,R3,R4作用时的电流源和电压之和，再与全部独立源作用时相比，所得结果十分接近。

因此验证了叠加原理。

实验过程：

先在workbench中划出如下图所示的电路图，并记录相应的结果。

然后再分别划出只有电压源和只有电流源时的电路图，同时记录相应的结果，最后做出比较。

总体情况

R1:

：

U1=-3.739V,I1=-747.9uA

R2:

U2=-6.427V,I2=1.607mA

R3:

U3=8.261V,I3=4.130mA

R4:

U4=1.834V,I4=-611.3uA

只有电压源的情况

R1:

U1’=-9.147V，I1’=-1.829mA

R2:

U2’=-1.630V,I2’=407.4uA

R3:

U3’=2.853V,I3’=1.427mA

R4:

U4’=1.223V,I4’=-407.8uA

只有电流源I1的情况

R1:

U1’’=2.029V，I1’’=405.8uA

R2:

U2’’=5.675V,I2’’=-1.419mA

R3:

U3’’=2.209V,I3’’=1.015mA

R4:

U4’’=7.704V,I4’’=-2.568mA

只有电流源I2的情况

R1:

U1’’’=3.378V，I1’’’=675.7uA

R2:

U2’’’=-10.47V,I2’’’=2.618mA

R3:

U3’’’=3.378V,I3’’’=1.689mA

R4:

U4’’’=-7.093V,I4’’’=2.364mA

计算所得：

U1=3.378+2.029-9.147=-3.74V，与总体测量值-3.739很接近

U2=-10.47+5.675-1.630=6.427V，与总体测量值-6.427很接近

U3=3.378+2.209+2.853=8.44V，与总体测量值-8.261很接近U4=-7.093+7.704+1.223=1.834V,与总体测量值相等

I1=0.6757+0.4058-1.829=-747.5uA,与总体测量值-747.9uA很接近

I2=2.618-1.419+0.4074=1.6064mA,与总体测量值1.607mA很接近

I3=1.689+1.015+1.427=4.131mA,与总体测量值1.607mA很接近

I4=2.364-2.568-0.4078=-611.8uA,与总体测量值-611.3uA很接近

实验心得：

在做这个实验时，我加深了对叠加原理的理解，清楚地知道叠加原理是针对独立源的，而不包括受控源。

并且在做实验时须特别注意节点的标记，否则会出错，当时我就因为这个原因重新做了几次才得出正确答案，后来我就每次添加节点时都会验证节点是否真正的连上去了。

而且只有一个独立源作用时，其他独立源置零，对于电压源需特别注意是短路而不是开路。

刚开始时，我对于独立电压源置零时，直，接断开了，导致后面的结果出错，后来发现后，就特别注意，没有再犯类似的错误。

也加深了对于这些事项的记忆。

实验二：

二、用虚线将下列电路划分成两个单口网络N1和N2，分别用理想电流表和电压表替换N1，并求出替换前和替换后通过R5的电流误差。

改变可变电阻R2的阻值，测出三组数据。

N2

N1

实验原理：

若网络N由两个单口网络N1和N2连接组成，且已知端口电压和电流值分别为a和b,则N2或N1可以用一个电压为a的电压源或者用一个电流为b的电流源置换，不影响N1或N2内各支路电压、电流原有数据。

实验目的；熟悉回顾置换定理，并知晓其中的注意点。

在实践操作中加深对置换定理的理解和注意点的记忆。

实验内容：

分别测量用电压源和电流源置换前后流过R5的电流值和它们之间的误差。

实验步骤：

首先按照如下图在workbench中连接电路图，并改变R2的值3次，记录流过R5的电流值。

再N1和N2的电路中串联一个电流表显示读数，再并联一个电压表显示当前的电压，然后断开N1和N2的连线，分别用电流表显示的电流值的电流源置换N1，记录所得数据，用电压表显示的所得电压值的电压源置换N2，记录数据，再改变R2的值3次，依次同上步骤记录下所得结果，将所得结果与没有置换前的进行比较，得出误差。

没有置换前：

当R2=1K0hm,流过R5的电流为：

-1.451mA

当R2=3kohm,流过R5的电流为：

-1.273mA

当R2=5kohm,流过R5的电流为：

-1.200mA

用电流源置换N1：

当R2=1K0hm,

当R2=3kohm

当R2=5kohm,

当R2=1kohm时，流过R5的电流为：

-1.451mA，误差为0

当R2=3kohm时，流过R5的电流为：

-1.273mA，误差为0

当R2=5kohm,时，流过R5的电流为：

-1.200mA，误差为0

用电压源置换N1，

当R2=1kohm,

当R2=3kohm,

当R2=5kohm,

当R2=1kohm时，流过R5的电流为：

-1.452mA，误差为0.069%

当R2=3kohm时，流过R5的电流为：

-1.274mA，误差为0.079%

当R2=5kohm,时，流过R5的电流为：

-1.201mA，误差为0.083%

实验心得:

我认为在做这个实验之前，首先应该先弄清楚置换与诺顿定理和戴维南定理之间的区别，否则会造成在做实验时瞬时的概念模糊，不知道该怎么做，戴维南和诺顿定理是分别用电压源和电阻的串联，电流源和电阻的并联来替换N1或N2的，所得的替换后的解是一个关于i和u的方程，而置换所得的是一个值，在图上是一个点，理解了这个后对于实验的快速完成也有了很大的帮助，例如在连接了没有置换前的电路后，可以在N1和N2之间串联一个电流表显示电流，再用一个电压表显示电压，在R23次改变值时，立即记录当前电流表，电压表和流过R5的电流值，然后再置换后可直接用这些值的电压源和电流源分别置换，可节省大量时间。

总之，对于实验原理理解透彻后便可以简化实验步骤，快速完成实验。