Multisim电路仿真实验.docx

1、Multisim电路仿真实验Multisim电路仿真实验一、实验目的熟悉电路仿真软件 Multisim的功能，掌握使用Multisim进行输入电路、分析电路和仪表测 试的方法。二、使用软件NI Multisim student V12三、实验内容1.研究电压表内阻对测量结果的影响输入如图1所示的电路图，在 setting中改变电压表的内阻，使其分别为 200k、5k 等，观察其读数的变化，研究电压表内阻对测量结果的影响。并分析说明仿真结果。实验结果: 200k 5k 根据图1电路分析，如果不考虑电压表内阻的影响， U10=R2V1/(R1+R2)=5V ;并联后，R2=1/ (1/Ri+1/R

2、v) R2, Uio=R2 Vi/(Ri+R2 尸Vi/(Ri/R2 +1)R2时，U10刈102. RLC串联谐振研究输入如图4的电路，调节信号源频率，使之低于、等于、高于谐振频率时，用示波器观察波形的相位关系，并测量谐振时的电流值。用波特图仪绘制幅频特性曲线和相频特性曲线， 并使用光标测量谐振频率、带宽 (测量光标初始位置在最左侧，可以用鼠标拖动。 将鼠标对准光标，单击右键可以调出其弹出式菜单指令， 利用这些指令可以将鼠标自动对准需要的座标位置)。实验结果:【等于：f=159.155Hz】图5:波形图6:谐振时的电流图7:幅频特性曲线图8.1 :测量带宽图8.2 :测量带宽图9:相频特性曲

3、线【小于：f=150Hz图10:波形【大于：f=200Hz图11 :波形分析:a.根据图5波形，当信号源频率等于谐振频率 fo=159.155Hz时，其中fo=1/ （2兀vLC）,相位相同，谐振时的电流为99.946mA;根据图8.1及8.2,可求得带宽 Af二（175.952-143.98） Hz=31.972Hzb.根据图10波形，当信号源频率小于谐振频率， f=150Hz时，可以观察到Ur的相位超前 U,分析原因知，由于 Xl=2 兀 fL,X c=1/（2 兀 fC） , ff 0 时，XlXc, Xl-Xcf0 时，XlXC，Xl-XC0,又3. RC电路过渡过程的研究利用示波器测

4、量过渡过程。输入如图 12的电路，启动后按动空格键来拨动开关，用示波器观测电容电压的过渡过程曲线，并使用光标测量时间常数 。注意，测量时使用了外触发，示波器的触发模式选择为 single,适当调节触发电平 （w 1mV）,可以观察到电容的一次充电波形，测量时拖动光标定位，在示波器上测量时间常数（两个光标的时间差） 。图12：过渡过程时间常数的测量实验结果:0k4Ibi4v-JSC1I* -询而丽而| 国手记a在 r-crmfii ItHe141 田 m I 川.也.F 血3 A %e 10%YEWGtCD崂：0TngprEM； fr i |TjT|H$.：写如十,gtifl： 0HHSQf k

5、ttase次曜；2 口用$/2工艇5二0fhflHnd A DiBHMf B oiaqqitfLD.O&OV113 口。计图13.1:充电波形时间常数的测量图13.2:充电时间常数的测量【放电】sc illcscope-XSCl图13.3:放电波形时间常数的测量图13.4:放电时间常数的测量分析:=1.218ms；理论值 根据图13.1、13.2波形，可观察到充电波形，测得时间常数=RCi=1ms,相对误差为 |1-1.218门00%/1=21.8% 根据图13.3、13.4波形，可观察到放电波形，测得时间常数 =0.249ms；理论值 =R2C1=0.2ms,相对误差为 |0.2-0.249

6、门00%/1=4.9%4.用瓦特计测量功率电路如图14所示，灯泡的功率设为 100W,使用瓦特计测量电路的功率。并根据测量结果计算此电路的功率因数(电压可以用万用表或动态测试笔测量) ，与瓦特计上读出的功率因数比较。(虚拟灯泡在 显示”组里)实验结果:图14:使用瓦特计测量功率图15分析:根据图15,电路功率为 90.471W,功率因数为 0.95116,灯泡两端电压为 U=209.255V;对于灯泡：R=U2额/P额=484 ,则电路有功功率P=U2/R=209.255 2/484=90.470 ,则功率因数为 90.470/90.471=0.999985.用相序指示器判断三相电源的相序如图

7、16 (a)是星形连接的三相电源，将其参数设置成：相电压 220V、频率50Hz,假 设中间的相线是 A相，自己设计相序指示器判断其他两相的相序。提供的元件如图 16(b)所示，包才1 F的电容、两个380V/60W的灯泡。并请用四通道示波器观察三相电源的波形，验证相序指示器的测试结果(由于所使用的电压高，实际测量时请不要)n n算 在剜粒ib所示电路卬.设q-=成07，国5/=上一1式旷，口白。=红12丁*这样，M与吐司的电压为X。. 5j .J 下了 =醺7.根1 3+”*Ca 式=一三tK-2+/赳b1刀衣54十“出炉上武共部漏去。，四艮二的平方加上虑就日评方为一常星。：旺.愿产一“管；

8、L -0 2551 +（三誉11 = （0 万加4 + 3rY 4+C3此式是一个图的力程，回L、位十翼平国宾陆上茁乩2韭处，田的牛役为0.75E*及从。的瓠达式口虬，它的皮自肝防正，因此nw在复平囱上的轨迹是以。,23昉圆心.以仇75E为半程*位于第一、二象限的半圆 根据相量图可以判断，不论 C或心的数值如何变化（大于零的有限值），+轲的振幅：仍大于茨好的热昌j所U接于囱目的灯泡必然比接于C相的灯泡亮。经过四通道示波器观察可以发现，判断结果是正确的，示波器波形见下图 17.2图 17.2四、实验总结通过本次实验，掌握了 Multisim这一软件的使用方法，可以看出该方法有诸多优点：比如可以完成实际中比较危险的任务，如实验 5;可以快捷高效的观察电路的各种特性，如实验1、2、3等；与实际实验相比它更为灵活，一方面可以用实际中的电路元件，另一方面 可以使用虚拟的理想元件， 这对于对电路相关过程的理解有着很大的意义。 当然，仿真实验不能代替现实，科学研究过程依然需要实际的操作来观察各种计算机所不能预测的可能性。