一、 实验目的
1、加深对叠加定理内容及适用范围的理解 2、提高测量多支路电压、电流的能力 3、提高分析和研究实验现象的能力。 二、实验仪器与应用软件
PC机一台(Windows操作系统,CPU2.6G,内存1.7G,硬盘80G),Pspice电路仿真软件。 三、实验原理
叠加定理表明:在一个线性有源网络中,某支路的电压(或电流),等于各支路的电压(或电流)单独作用时,在该支路产生的电压(或电流)的代数和。
实验原理图
(a)
图1.实验原理图
四、实验内容与实验步骤 1.熟悉仿真软件Pspice。
(1)在E盘上建立文件夹,命名为:12电气1吴海东09。
(2)打开Pspice软件,点击:开始/程序/DesignLab Eval.8/Schematic, ,使计算机出现原理图编辑器界面。 2.验证叠加定理
(1)在原理图编辑器中绘制仿真电路图。
A.点击Draw/Get New Part命令调出元件浏览器,从中取出R,VDC,GND-EARTH元件。然后将各元件按照在原理图中相应的位置上放好,即先进行元件的布局。
B. 点击Draw/Wire命令,进行元件之间的连接。
C.分别设置三组电路图并设置各组元件参数。(其中:A组 Us1 = 18V、 Us2=12V 、R1=1K 、R2=500、R3=300 B组:Us1 = 18V、 Us2=0V 、R1=1K 、R2=500、R3=300 C组:Us1 = 0V、 Us2=12V 、R1=1K 、R2=500、R3=300) ,链接好的如图所示:
图(2) D、将电路图用英文名MLH保存到E盘名为”12电气1班吴海东09”的文件夹中。
E、仿真。点击Analysis下拉菜单中的simulate命令,对电路进行仿真。 F.点击工具条中的V和I图标,显示出各支路的电流和各节点的电压,如图
图3 虚拟实验结果原始数据图
I、可得如下实验原始数据
表1 电压、电流仿真原始数据
电源电压 支路电流 节点电位 V1 V2 I1 I2 I3 UA UC 6.632 2.842 3.790 UB UD 18 12 18 0 0 12 11.37 15.16 -3.390 10.74 -5.684 16.42 22.11 9.474 12.63 18.00 18.00 0 12.00 0 12.00 0 0 0 注:电压单位:V;电流单位:mA 参考方向如图1
五、数据处理与分析
将仿真数据按三位有效数据处理填入表2。电压、电流参考方向如图1。
表2 电压、电流仿真数据处理结果 电源电压 支路电流 节点电位 V1 V2 I1 I2 I3 UA UC 6.63 2.84 3.79 UB UD 18 12 18 0 0 12 11.4 15.2 -3.39 10.7 -5.68 16.4 22.1 9.47 12.6 18.0 18.0 0.00 12.0 0.00 12.0 0.00 0.00 0.00 注:电压单位:V;电流单位:mA
实验分析:
根据表2的数据,有
1.当 Us1 = 18V、 Us2=12V 、R1=1K 、R2=500、R3=300 时
UAC?UA?UC?18.0?6.63?11.4VUBC?UB?UC?12.0?6.63?5.37V UAD?UA?UD?18.0?0.00?18.0VI1= 11.3mA I2= 10.7mA I3= 22.1mA 2. 1.当 Us1 = 18V、 Us2=0V 、R1=1K 、R2=500、R3=300 时
UAC`?UA?UC?18.0?2.84?15.2VUBC`?UB?UC?0.00?2.84??2.84V UAD`?UA?UD?18.0?0.00?18.0V
I1` = 15.2mA I2`= -5.68mA I3`= 9.74mA 3.当Us1 = 0V、 Us2=12V 、R1=7K 、R2=500、R3=300 时
UAC``?UA?UC?0?3.79??3.79VUBC``?UB?UC?12.0?3.79?8.21V UAD``?UA?UD?0.00?0.00?0.00V
I1`` = -3.79mA I2`` = 16.4mA I3`` = 12.6mA 对数据分析有:
电流: I1`+ I1`` = 11.3 = I1 I2` + I2``=10.7 = I2 I3`+ I3`` = 22.1 = I3
电压: UAC` + UAC`` =11.4 = UAC UBc` + UBc`` = 5.37= UBc
UAD` + UAD`` = 18.0 = UAD
六、结论
由以上对各之路电流、电压分析可知:在一个线性有源网络中,某支路的电压(或电流),等于各支路的电压(或电流)单独作用时,在该支路产生的电压(或电流)的代数和。
七、实验感想:
1.在进行叠加原理的实验后,我增进了堆叠加原理的认识,也领略到了实验的乐趣。
2.学习应该理论与实践相结合。
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