(1)直流電路基爾霍夫電壓定律仿真設(shè)計

一直流電路基爾霍夫電壓定律仿真設(shè)計1、電路課程設(shè)計目的（1）了解基爾霍夫電壓定律的原理及使用方法；（2）運用仿真對該定律有一個感性的認(rèn)識。2、仿真電路設(shè)計原理如圖所示，已知兩直流電壓源V1、V2分別為12v、6v，兩電阻阻值分別為6Ω、6Ω，通過理論計算和仿真進(jìn)一步驗證基爾霍夫電壓定律。原理圖如下：圖1KVL實例解析理論分析：如上圖所示，兩個回路分別設(shè)回路1和回路2的回路電流為、,則對回路一列方程可得（6+6）+×6=12;(+)×6=6解得：=1A，=0從上述的理論分析中可以得到，在滿足電路的基本特征后，每個回路都可以列KVL方程來求解其中的未知數(shù)，KVL反映任一回路內(nèi)各支路電壓之間的相互制約關(guān)系，該定律指出：在集總電路中，任何時刻，沿任一回路，所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零，即=0.3、電路設(shè)計內(nèi)容與步驟選擇正確的電壓源和電阻值，并將各元件按順序放在指定位置；選擇電壓表，并將其放置在需要測量的元件兩端，務(wù)必保證電壓表為AC；將各個元件依次用導(dǎo)線連接，并將電路進(jìn)行接地，并運行得出數(shù)據(jù)。圖2KVL電路仿真設(shè)計圖如圖2所示，在Multism11.0中對圖1的電路進(jìn)行仿真設(shè)計，并測量兩負(fù)載、的電壓分別為6V，則可以驗證回路1和回路2滿足的KVL方程。4、電路課程設(shè)計注意事項（1）使用Multism11.0仿真設(shè)計時注意選擇合適的仿真儀表，我們盡量選擇電壓表、電流表，而不要用萬用表代替，電壓表電流表可以在電路中直接顯示數(shù)值，而萬用表還需要打開；（2）注意仿真儀表的接線是否正確；（3）每次要通過按下操作界面右上角的“啟動/停止開關(guān)”接通電源；（4）在列上述方程式，首先要指定回路的繞行方向，一般選擇關(guān)聯(lián)參考方向作為回路的正方向，凡支路電壓的參考方向一致者，該電壓取“+”，反之取“—”。5、電路課程設(shè)計總結(jié)（1）在電路設(shè)計過程中，開始我選擇了使用萬用表進(jìn)行測量，這種方法不能在電路中直接顯示數(shù)值，需要雙擊后選擇電壓鍵后方可進(jìn)行讀數(shù)，比較麻煩。而選用單獨的電壓表和電流表之后就可以直接進(jìn)行讀數(shù)，不僅增加了其美觀性，更簡化了操作步驟。（2）第一次利用Multism11.0進(jìn)行仿真設(shè)計，該軟件的仿真真實度令我對電路仿真產(chǎn)生了濃厚的興趣。二直流電路疊加定理電路仿真設(shè)計1．電路課程設(shè)計目的（1）了解疊加定理的使用方法及原理；（2）利用疊加定理解決電路的計算等實際問題；（3）通過仿真對疊加定理有一個更加深刻的認(rèn)識；2．仿真電路設(shè)計原理如圖1所示，電流源、電壓源的值分別為1A、10V，正方向已經(jīng)標(biāo)出，其中、、的值分別是2Ω、1Ω、1Ω，利用疊加定理求解通過的電流I的值。圖1疊加定理仿真設(shè)計實例理論分析：圖2電流源單獨作用圖3電壓源單獨作用電流源單獨作用：電壓源置零位（短路），化簡后的電路圖如圖2所示，據(jù)并聯(lián)分流的公式，此時通過×1=A的電流=電壓源單獨作用：電流源置零位（開路），化簡后的電路圖如圖3所示，據(jù)串聯(lián)電路的電壓電流關(guān)系可得通過的電流==A則當(dāng)電流源、電壓源共同作用時，通過的電流=+=+=4A疊加定理：在線性電路中，任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該處產(chǎn)生的電壓或電流的疊加。當(dāng)某一獨立源單獨作用是，其他的獨立源應(yīng)置零，即獨立電壓源短路，獨立電流源開路，電阻及受控源保留。注意事項：（1）疊加定理僅適用于線性電路。（2）電壓、電流疊加時要注意方向。（3）功率不符合疊加定理，因為它與電壓電流為非線性關(guān)系。（4）各獨立源單獨作用可以理解為每個獨立電源逐個作用一次或各個獨立電源分組作用各一次，但必須保證每個獨立電源只能參與疊加一次。（5）某個獨立電源作用，同時意味著其他電源不起作用，即電壓源短路，電流源開路。受控元則保留在各分電路中。3．疊加定理電路設(shè)計內(nèi)容與步驟選擇合適的電壓源和電流源及電阻，并將其放置在合適的位置；選擇萬用表串聯(lián)入所要測量的支路的電流，并將萬用表的選擇項設(shè)置為直流電流；首先將電流源電壓源共同作用時電流，而后測量電流表單獨作用時的該支路電流，此時需將電壓源視為短路；最后測量電壓源單獨作用時該支路電流，此時電流源視為開路。對得到的三個讀數(shù)進(jìn)行比較可以得到其中的關(guān)系。a.電流源單獨作用時，設(shè)計如圖4所示的仿真電路，此時電壓源視為短路，萬用表電流檔的示數(shù)為666.667mA。圖4電流源單獨作用仿真電路圖5仿真電路萬用表示數(shù)b.電壓源單獨作用時，設(shè)計如圖6所示的仿真電路，此時電流源視為開路，萬用表電流檔的示數(shù)為3.333A。圖6電壓源單獨作用仿真電路圖7仿真電路萬用表示數(shù)C．電流源和電壓源共同作用時，設(shè)計如圖8所示的仿真電路，此時萬用表電流檔的讀數(shù)為4A。圖8電壓源、電流源共同作用仿真電路圖9仿真電路萬用表示數(shù)由以上電路仿真的結(jié)果可以得出通過電阻的電流的疊加。由此可以驗證疊加定理。的電流為當(dāng)電壓源和電流源分別單獨作用時通過電阻4．電路課程設(shè)計注意事項（1）使用Multism11.0時注意選擇適當(dāng)?shù)姆抡鎯x表，本次使用的萬用表與實驗1中使用單獨的電壓表與電流表可以明顯的顯示出單獨電壓表和電流表的優(yōu)勢；（2）注意仿真儀表的接線正確