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1、Mulitisim 在电路分析中的应用,电子信息与电气工程学院电工电子教研室,主要内容,基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电流定律 网孔电流和结点电压分析 叠加原理分析 戴维宁定理和诺顿定理分析 一阶电路暂态响应分析,一、基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电压定理反映了支路电压之间的约束关系。构建如下图所示的仿真电路。求各电阻上的电压并验证KVL。,可见，电阻上的压降之和与电源电压相等。符合基尔霍夫电压定理。,二、基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电压定理反映了支路电流之间的约束关系。构建如下图所示的仿真电路。求各电阻上的电流并验证KCL。,三、网孔电流和结点电压分析,网孔电流分析是以网孔电流为变量列 KVL 方程求
2、解电路的方法。例1：电路如图所示，电压源 V1=8V，V2=6V，电阻 R1=20，R2=40，R3=60。试用网孔电流分析法求网孔、的电流。,解：假定网孔电流在网孔中顺时针方向流动，用网孔电流分析法可求得网孔、的电流分别为 127mA、-9.091 mA。在 Multisim 的电路窗口中创建图所示的电路，启动仿真，图中电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。,例2：电路如图所示，求各点的结点电压。,叠加定理是电路中一个很重要的定理，可利用Multisim来验证此定理。以下图所示电路为例，利用叠加定理求解电压源、电流源共同作用下R2两端的电压。,四、叠加原理分析,基
3、本操作：(1)从元件库中选取电流源、电压源以及电阻R1和R2，再从元件库中选取电压表并选择适当的参数，创建电路。(2)测量电流源开路时R2两端的电压。双击电流源图标，将电流源设置为开路。此时，启动仿真开关，电压表读数为4 V，测量等效电路如下图所示。,(3)测量电压源短路时R2两端的电压。双击电压源图标，将电压源设置为短路。此时，启动仿真开关，电压表读数为0.667 V，测量等效电路如下图所示。,(4)测量电压源、电流源两个电源共同作用时R2两端的电压。启动仿真开关，电压表读数4.667 V，测量等效电路如下图所示。,电路如图所示，试用戴维宁定理和诺顿定理求流过电阻 RL的电流。,五、戴维宁定
4、理和诺顿定理分析,解：图中电压表的读数为开路电压；数字万用表的读数为等效电阻。,戴维宁定理等效后的电流,原电路的电流,两个电流相等,中电流表的读数为短路电流；数字万用表的读数为等效电阻。,诺顿定理等效后的电流,原电路的电流,两个电流相等,六、一阶电路暂态响应分析,在动态电路中，电路的响应不仅与激励源有关，而且与各动态元件的初始储能有关。从产生电路响应的原因上，电路的完全响应可分为零输入响应和零状态响应。描述动态电路电压、电流关系的是一组微分方程，通常可以通过 KVL、KCL 以及元件的伏安关系来建立。如果电路中只含有一个动态元件，则所得的是一阶微分方程，相应的电路称为一阶动态电路。,电路如图所
5、示，XFG为函数发生器，可以产生三角波、正弦波和矩形波，在这里让其产生矩形波，以研究电容的充放电过程。,电容充放电,改变电阻阻值和电容值，可以得到新的波形图,电路如图所示，L=30H，C=7.5 F,分别观察R1为15、4、1 和0.001 时的电容电压及电流的波形。,RLC串联电路的动态响应分析,R1=15，过阻尼,电路运行后，将开关闭合，观察电容两端的电压波形。,R1=4，临界阻尼,电路运行后，将开关闭合，观察电容两端的电压波形。,R1=1，欠阻尼,电路运行后，将开关闭合，观察电容两端的电压波形。,R1=0.001,电路运行后，将开关闭合，观察电容两端的电压波形。,作业,1.仿真下图所示电路，利用戴维宁等效电路求U。,戴维宁应用实践一,2.仿真下图所示电路，利用戴维宁等效电路求IAB。,戴维宁应用实践二,3利用叠加定理求下图所示电路中的U。,叠加定理应用练习,4利用示波器观察下图所示电路的电容的充放电情况。,电容充放电练习,5已知下图所示电路在t0时已达稳态，t=0时开关断开。改变L1大小，观察改变前后UL(t)的波形变化。,暂态响应练习,6RC积分电路如下图所示，用示波器观察积分电路的工作过程。,RC电路图,作业：1、,
