实验一：功率的测定以及仿真1.仿真实验目的（1）验证各电阻的功率和电压源的功率，并且验证整个电路输出功率和吸收功率相等，即整个电路功率守恒；（2）、学习利用仿真仪表分析检验各电阻功率和对电压表电流表的运用。

2.实验原理及说明A. 本次实验的电路图以及连接方式如图1.1所示：利用环路电流法可列出方程B.)(36_)(31234232131=⨯-⨯++=⨯⨯+R R R R V R R R i i i i l l i l图1.1C ．电路连接好之后，按照电流表和电压表的示数，根据I U P ⨯=可以算出电压源的功率，再根据连接在各电阻上的功率表，读出各电阻的功率321,,P P P ，根据4321P +++=P P P P 吸收可以算出电路吸收的功率；根据I U P P ⨯==电源释放可以算出电路释放的功率。

.若释放吸收P P =，则说明整个电路吸收与释放的功率相等。

3.仿真实验的步骤与内容按照原理图1.1所示，连接电路，如下图1.2所示 读数，如下图1.3所示我们可以得到：U=36.0V,I=9.0A,又由0)(36_)(31234232131=⨯-⨯++=⨯⨯+R R R R V R R R i i i i l l i l 计算出实验一致。

36V I U =⨯=释放P ;4321P +++=P P P P 吸收=424323222121I R I R I R I R +++=162+18+108+36=324W由上可得，释放吸收P P =，所以整个电路是功率守恒的R12ΩXMM1R22ΩV136 VXWM1VIXWM2V IXWM3VIR33ΩXWM4VIR44ΩU1DC 1e-009Ohm0.000A+-图1.2图1.34.实验注意事项A.要注意功率表的连接方法，即电流部分是串联在要测量的元件之中的，电压部分是并联在要测量的元件上的；B.注意功率表和电流、电压表的正负极，反接的话，会造成示数为正确值的负值；C.整个电路至少有一点是要接地的。

5.仿真实验报告总结A.在此次试验中，我采用了电阻的串并联以及串联共同存在的混连电路。

通过对B.功率表的读数我们可以知道，在同一条支路的串联电路中，电阻的功率与电阻的阻值成正比，即阻值越大功率越大。

并联在同一条支路上的电阻，每条支路的总功率与此条支路上的总电阻成反比，即总电阻越大，功率就越小。

C.在此次试验中，主要出现的问题就是功率表的连接问题，很多时候功率表的读数与理论测量值不相符合。

通过反复检查和改接发现，主要问题出在功率表的串联与并联上，没能够正确的连接与理解电流表串联、电压表并联的含义。

实验二：电路的叠加定理以及仿真1.仿真实验目的A.知道叠加定理的原理B.通过仿真观察叠加电路的电压以及电流大小C.验证叠加定理的正确性2.实验原理与说明在由几个独立电源作用的线性电路中，任一支路的电压(或电流）等于各独立电源单独作用而其他独立电源为零（即其他独立电压源短路，独立电流源开路）时，在该支路产生的电压（或电流）的代数和。

3.仿真实验内容及步骤此次实验只要测的是图2.1中电流源的电压既Uao的大小。

（1）.按照图2.1所示，连接电路，在检查电路连接正确之后，如图2.2所示，开始仿真运行电路，并把所需的电压电流读出来，示数以及结果如图2.3所示。

图2.1图2.2（2).按照叠加原理的方法，把电压源单独作用时候的电路画出来如图2.4所示，然后按照电路原理图连接仿真电路，在检查连接正确的时候，开始运行仿真电路，示数及连接图如图2.5。

图2.3图2.4（3）.按照叠加原理的方法，把电流源单独作用时的电路图画出来如图2.6，再按照电路原理图，连接仿真电路，在检查连接正确的时候，开始运行仿真电路，示数及连接图如图2.5。

图2.5由电路的仿真结果可以看出，当电流与电压源共同作用时，Uao=7.2V，当只有电压源作用时，Uao1=6，当只有电压源作用时，Uao2=1.2V。

因为Uao=Uao1+Uao2=6+1.2.我们可以看出ao两端电压等于两电源单独作用是电压叠加，既叠加定理得到验证。

4.仿真实验注意事项A.叠加定理仅适用于线性电路求电压与电流，不适用于非线性电路；B.叠加时，要注意电压（或电流）的参考方向，若电压（或电流）各分量的参考方向与原电路电压（或电流）的参考方向一致取正号，相反时取负号；C.由于功率不是电压与电流的一次函数，故不能直接用叠加定理计算功率；D.也可将独立源分成几组，按组计算电压（或电流）分量后再叠加；E.某个（组）独立作用，同时意味着其他独立源不作用，不作用的电压源短路，不作用的电流源开路。

受控源应始终保留在各分路中。

5.仿真实验报告总结通过这个实验，我形象生动的了解到了叠加原理的实质与特点。

在此次试验中，主要注意的是电流表与电压表的连接要注意电流流动的方向，否则测出来的值将是正确值的相反数。

实验三：含有受控源的电路辅助分析以及仿真1.仿真实验目的A.通过这次实验知道受控源作用原理；B.通过改变输入部分的电压值，观察受控电压源的电压大小。

2.实验原理与说明受控源是一种电路模型，实际存在的一种器件，如晶体管、运算放大器、变压器等等，它们的特性可用受控源的电路模型来模拟，晶体管的集电极电流受基极电流控制，运算放大器的输出电压受输入电压的控制，类似器件的电路模型中要用到受控源。

受控源的电压、电流受其他支路的电压、电流控制，由于这种电源是在受控状态下工作的，因此称受控源为非独立源。

根据受控的是电压源或电流源，受控量是电压还是电流，受控源可分为以下四类：A.电压控制电压源B.电压控制电流源C.电流控制电压源D.电流控制电流源为与独立电源相区别，用菱形符号表示其电源部分。

3.仿真实验内容与步骤（1）.按照如下图3.1所示，连接仿真电路，如图3.2所示；图3.1图3.2（2）连接好电路后打开开关，运行电路，可以看到（3）调节可变电阻即R1的阻值(其中R1最大为10Ω)，第一次为50%（即为5Ω），得到相对应的输入电压以及受控电压源的电压，如图3.3所示；图3.3列出回路电流方程可解出(5)U;=)i -(i R (4) 0.1U;=其中i (3) 0=10I -R -i ）R +R （(2) 0;=U +I 10+R -R1(1) 20;=R -i R1-)R +R +(R l3l14l214l345l11l2342l1541⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯l l i i i i i 受控解得A I A I 5.2,5.0 1.5A,I 21=-==（4）调节可变电阻阻值，第二次为100%（即为10Ω），得到另一组相对应的输入电压以及受控源的电压，如图3.4（5）有回路电流法可列出方程;(5)U;=)i -(i R (4) 0.1U;=il2其中(3) 0=10I -R -i ）R +R （(2)0;=U +I 10+R -R1(1) 20;=R -i R1-)R +R +(R l3l1414l345l11l2342l1541⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯l l i i i i i 受控图3.4（6）当电阻为50%（即为5Ω）时，输入电压为-5V 输入电流为1.5A ，当电阻为100%时（即为10Ω）时，输入电压为-3.33V 输入电流为1A ，所以我们可以看出，受控电压源的电压大小是与输入电流的大小成正比，受控电流源的电压大小是与输入电流的大小成正比，并切受控电流源为输入电压的10倍受控电流源为输入电压源的0.1倍，经过计算可得这些测量值都与计算值完全吻合，满足此种情况下受控电压源与输入电压之间的关系。

4.仿真实验的注意事项A.我们要选定一个参量为变量，我们才能更直接的观察受控源与输入电压之间的关系；B.电路中必须要有一个地方接地；C.记得最好把受控源受输入电压控制的参量改为非1:1的关系，否则实验现象不够明显 5.仿真实验报告总结通过这次试验，我形象生动的的观察到了受控源受输入电压之间的受控关系。

在此次试验中，出现的问题就是，忘了把电路接地，以及把电阻选择为可变状态也很重要。

在列KCL 的时候，注意选择的参考方向上的电压源的取值正负，以及减去受另一条电路的电流影响的电阻的取值。

实验四、研究RLC 串并联谐振电路以及仿真1．仿真实验目的（1）认识串并联谐振电路，验证RLC 并联谐振条件及其特点。

（2）学习使用仿真软件对RLC 并联谐振电路模拟。

2．实验原理与说明RLC 并联谐振电路如下图 4.1所示其中W=100；0.001C 10R 100m H L 111=Ω==，，因为图4.1当电路发生谐振时，WLWC 1=或L C X X =。

3．电路课程设计内容与步骤（1）电路谐振条件验证方法：利用电流表测量电感元件和电容元件的各自的电流值，若二者的电流值相等，则电路发生并联谐振。

串联时利用电压表测量电感元件和电容元件的各自的电压测量电感元件和电容元件的各自的电压值，若二者的电压值相等，则电路发生串联谐振。

（2）RLC 并联谐振电路的特点：A.谐振时，电路为电阻性，导纳最小。

B.谐振时，电阻中的电流达到最大，且与外施电流相等。

C.振时，电感电流和电容电流大小相等，方向相反。

D.此时外施电流Is 的电压最大，且与外施电流同向。

（3）RLC 串联谐振电路的特点：A.谐振时，电路为电阻性，阻抗最小。

B.谐振时，电阻中的电压达到最大，且与外施电压相等。

C.谐振时，电感电流和电容电压大小相等，方向相反。

D.此时外施电压Us 的电压最大，且与外施电压同向。

（4）按照原理图4.1所示，我们设计一个谐振电路如下图4.2所示。

由公式WLWC 1=或LC X X =可以知道，若发生并联谐振，LCW 11=9236.1521002W1f W 2=÷÷==T =÷=T πππ，电源周期，LCW 10=。

由于（5）我通过改变电流源的频率，我们可以观察在不同频率下的各元件的电流值大小以及电流源两边的电压值大小。

1 当电流源频率为10.9236Hz 时，各表示数如下图4.2图4.22 当电流源频率为20.9236Hz 时，各表示数如下图4.33当电流源频率为15,9236Hz时的各表示数如下图4.4所图4.4通过上图4.4的结果我们可以看出，在并联谐振时，流经电容与电感的电流大小相等方向相反；在串联谐振时，电容与电感的电压大小相等方向相反；通过图4.3、图4.4与图4.2的对比我们可以看出，只有在谐振的时候，电阻两边的电压最大，并且电压方向与电流源的方向相同，此时，流经电容元件、电感元件、电阻元件的电流也是最大的。

4.实验注意事项（1）注意电压表和电流表是否已经调整为交流模式；（2）注意该电路要进行接地处理；（3）注意电路的电感元件及电容元件的参数，这将直接影响电流源的频率选择。