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实验四 电路的正弦稳态分析
一. 实验目的
1. 学习利用EWB进行正弦稳态分析的方法;
2. 了解正弦稳态电路中电压、电流间的关系;
3. 了解正弦稳态电路谐振时的特点。
二. 实验电路及说明:
实验电路如图2.4.1所示。其中,R、L、C三元件构成串联电路,10V 11.1KHz正弦电压源作为电路的激励,交流电流表用来测量电路的电流有效值,三个交流电压表分别用来测量三元件上的电压有效值。电感元件为可调电感,电感量为80mH,可用设定的控制键在0%-100%之间改变。
三. 实验步骤:
1. 启动EWB。
2. 按图2.4.1 所示建立实验电路。
建立本电路用到的元件图标如下:
电源箱 指示器件 基本元件箱 电阻 电容 可调电感 正弦电压源 电流表 电压表 接地
分别单击元件工具栏中的基本元件、指示器件和电源箱图标,以便打开相应的工具栏,选取(拖曳)各元件至电路设计窗口,按图2.4.1中的要求旋转某些元件的方向,并按图中位置摆放,分别双击每一个元件,按图2.4.1要求设置元件的参数。
可调电感
电感量(Value / Inductance):80Mh
初始设置(Value /Setting): 50%
增量(Value /Increment): 5%
增量控制键(Value /Key): 可取缺省L,也可任意设定。
函数发生器(正弦电压源)
波形:正弦
频率(Frequency):11.1KHz
占空比(Duty cycle):50%
电压幅值(Amplitude ):14.142V(有效值10V)
电压表、电流表
模式((Value / Mode ):AC
3. 对电路进行仿真测试
1). 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机对电路进行仿真。
2). 按动可调电感的控制键,改变电感量,注意观察电流表示值的变化,找到为最大值的点,然后,使电感在25%-100%之间改变,在电流表为最大值的点要增加取点密度(每次可变化1%),而远离的点可拉大距离(每次可变化5%-10%),在每一点,分别读取各电流表及电压表的示值,在电路描述窗口列表记录测量结果。
3). 电感调节为初始状态(50%),在7KHZ-17KHZ之间改变函数发生器产生的正弦电压的频率(可直接在频率文本框中输入),测量每一点处各电流表及电压表的示值,列表记录在电路描述窗口。取点原则和方法与步骤2). 同。
4.电路的保存
选择File | Save 菜单命令,将建立的电路保存在 .ewb文件中。按照节1.3.4的2中介绍的方法,将电路图复制到粘贴板上,然后,将其粘贴到事先打开的字处理软件(如word或写字板)的新文档中,再将电路描述窗口中的测试数据也复制到文档中,保存文档。
5. 点击主窗口右上角的启动/停止开关,使计算机停止电路仿真。退出EWB,退出Windows 98 ,关闭计算机系统。
四. 报告要求:
1.根据两组测量数据,分别验证总电压有效值与各部分电压有效值之间的关系、计算各点电路阻抗的模|Z|及阻抗角φ,列成表格。分别说明电路性质随电感量L及电源频率的变化规律。解释在电流最大点出现的特殊现象(如电感和电容电压相等且远远大于电源总电压等)。
2.根据两组测量数据,分别画出电流、电阻电压、电容电压和电感电压随电感量L和电源频率变化的曲线。由数据生成曲线的方法请参照附录2 :在电子文档中由数据生成曲线的方法。
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