網(wǎng)絡(luò)定理驗證與測試2014

一、實驗?zāi)康腗ultisim軟件入門。應(yīng)用Multisim驗證基爾霍夫定律、疊加定理、戴維南定理。第一頁，共29頁。第一頁，共29頁。二、實驗原理1.基爾霍夫定律（1）基爾霍夫電流定律(KCL定律)在任一瞬間，流向任一結(jié)點的電流等于流出該結(jié)點的電流。

基爾霍夫電流定（KCL）反映了電路中任一結(jié)點處各支路電流間相互制約的關(guān)系。第二頁，共29頁。第二頁，共29頁。（2）基爾霍夫電壓定律(KVL定律)在任一瞬間，從回路中任一點出發(fā)，沿回路循行一周，則在這個方向上電位升之和等于電位降之和?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）反映了電路中任一回路中各段電壓間相互制約的關(guān)系。第三頁，共29頁。第三頁，共29頁。2.疊加原理對于線性電路，任何一條支路的電流，都可以看成是由電路中各個電源（電壓源或電流源）分別作用時，在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。第四頁，共29頁。第四頁，共29頁。3.戴維寧定理第五頁，共29頁。第五頁，共29頁。任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)都可以用一個電動勢為E的理想電壓源和內(nèi)阻R0

串聯(lián)的電源來等效代替。第六頁，共29頁。第六頁，共29頁。等效電源的電動勢E就是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0，即將負載斷開后a、b兩端之間的電壓。等效電源的內(nèi)阻R0等于有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源均除去（理想電壓源短路，理想電流源開路）后所得到的無源二端網(wǎng)絡(luò)a、b兩端之間的等效電阻。第七頁，共29頁。第七頁，共29頁。4.參考方向在分析與計算電路時，對電量任意假定的方向。實際方向與參考方向一致，電流(或電壓)值為正值；實際方向與參考方向相反，電流(或電壓)值為負值。注意：在參考方向選定后，電流(或電壓)值才有正負之分。第八頁，共29頁。第八頁，共29頁。三、MULTISIM軟件入門第九頁，共29頁。第九頁，共29頁。1.Multisim2001第十頁，共29頁。第十頁，共29頁。第十一頁，共29頁。第十一頁，共29頁。2.Multisim10.1Multisim10是美國NI公司最近推出的Multisim新版本。該版本使文件管理和操作更方便，元件調(diào)用更便捷，元件的標注更加直觀、實用；增加了仿真的真實感，使虛擬的電子實驗平臺更加接近實際的實驗平臺。被譽為“計算機里的電子實驗室”。第十二頁，共29頁。第十二頁，共29頁。Multisim是一個完整的設(shè)計工具系統(tǒng)，提供了一個龐大的元件數(shù)據(jù)庫，并提供原理圖輸入接口、全部的數(shù)模SPICE仿真功能、VHDL/Verilog設(shè)計接口與仿真功能、FPGA/CPLD綜合、RF射頻設(shè)計能力和后處理功能，還可以進行從原理圖到PCB布線工具包的無縫數(shù)據(jù)傳輸。安裝第十三頁，共29頁。第十三頁，共29頁。3.Multisim10.1的簡單使用(1)Multisim10的基本操作界面啟動：雙擊Multisim10的圖標，出現(xiàn)下圖所示的工作界面。該工作界面包括：菜單欄、工具欄（系統(tǒng)工具欄、元件工具欄、儀器儀表工具欄等）。該工作界面包括：菜單欄、工具欄（系統(tǒng)工具欄、元件工具欄、儀器儀表工具欄等）。該工作界面包括：菜單欄、工具欄（系統(tǒng)工具欄、元件工具欄、儀器儀表工具欄等）。該工作界面包括：菜單欄、工具欄（系統(tǒng)工具欄、元件工具欄、儀器儀表工具欄等）。該工作界面包括：菜單欄、工具欄（系統(tǒng)工具欄、元件工具欄、儀器儀表工具欄等）第十四頁，共29頁。第十四頁，共29頁。(2)Multisim10原理圖的繪制設(shè)置原理圖繪制環(huán)境單擊主菜單“Options”,選擇“GlobalPreferences…”選項，進入“Preferences”對話框：在“Parts”選項頁下的“Placecomponentmode”欄，是關(guān)于放置元件方式的設(shè)置，建議單選“Continuousplacement（ESCtoquit）”項，即可以連續(xù)放置所選元件；“Symbolstandard”欄是關(guān)于元件符號模式的設(shè)置，建議單選“DIN”項，即選取元件符號為歐洲標準模式（注：因我國元件符號與歐洲標準模式相同）。第十五頁，共29頁。第十五頁，共29頁。單擊主菜單“Options”,選擇“SheetPreferences”選項，進入“SheetPreferences”對話框：在“Circuit”選項頁的“NetNames”欄中默認的單選項為“Showall”，即在仿真電路圖中顯示全部節(jié)點編號，這對電路分析時十分重要。第十六頁，共29頁。第十六頁，共29頁。元件取用①選擇元器件通過菜單“Place→Component”命令打開“SelectComponent”窗口，如下圖所示：注：底色為墨綠顏色的是虛擬器件庫。第十七頁，共29頁。第十七頁，共29頁。具體操作如下：★在Group欄中選擇元件庫；★在Family欄中選擇所需元件庫存類型；★在Component欄中選中需要的元件名稱；★觀察元件符號/名稱/封裝；★單擊“OK”按鈕確認。第十八頁，共29頁。第十八頁，共29頁。②選中元器件鼠標點擊元器件，可選中該元器件。③元器件操作在電路工作區(qū)選中元器件，并右擊之，在快捷菜單中將出現(xiàn)下列操作命令：剪切、復(fù)制、刪除、翻轉(zhuǎn)等。第十九頁，共29頁。第十九頁，共29頁。④元件編輯（元器件特性參數(shù)）在電路工作區(qū)中雙擊該器件，在彈出的元器件特性對話框中，可以設(shè)置或編輯元器件的各種特性參數(shù)。第二十頁，共29頁。第二十頁，共29頁。繪制電路★調(diào)出元器件（包括電源、接地端、限流電阻、開關(guān)、發(fā)光二極管等）；★電路連接（鼠標指向一個元件端點，使其出現(xiàn)一個小圓點，單擊鼠標左鍵并移動鼠標，會出現(xiàn)一條連接線，將鼠標移動至另一個元件端點后，再次單擊鼠標，完成一次連接）；★電路文件存盤（as）。第二十一頁，共29頁。第二十一頁，共29頁。(3)Multisim10原理圖的仿真在儀表工具欄調(diào)出仿真儀表，設(shè)定參數(shù)，按下仿真運行按鈕，開始仿真。雙擊儀表可以看見儀表的顯示值、雙擊器件，可以改變其value。第二十二頁，共29頁。第二十二頁，共29頁。四、實驗內(nèi)容(page11)1.驗證基爾霍夫定律(page12)第二十三頁，共29頁。第二十三頁，共29頁。狀態(tài)測量電量U1（V）U2（V）U3（V）I1（A）I2（A）I3（A）12打開第二十四頁，共29頁。第二十四頁，共29頁。2.驗證線性電路的疊加性和比例性

狀態(tài)測量電量U1（V）U2（V）U3（V）I1（A）I2（A）I3（A）E1、E2同時E1單獨E2單獨疊加結(jié)果第二十五頁，共29頁。第二十五頁，共29頁。使E2=0V，E1分別為10V和5V，填下表狀態(tài)測量電量U1（V）U2（V）U3（V）I1（A）I2（A）I3（A）E1=10VE1=5V比例結(jié)果第二十六頁，共29頁。第二十六頁，共29頁。3.驗證戴維寧定理(1)將圖中電阻R3斷開。測量電路A、B端口開路電壓Uoc;(2)將電阻R3短路，測得A、B端口短路電流Isc，計算等效電阻R0；(3)調(diào)用直流電壓源，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，使其Value等于測得的Uoc值；調(diào)用電阻，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，使其Value等于測得的R0值。它們一起與R3串聯(lián)組成一個等效電路，用電壓表和電流表測出電阻R3兩端的電壓和流過的電流，驗證戴維寧定理。第二十七頁，共29頁。第二十七頁，共29頁。4.在上述內(nèi)容中選擇一項搭試電路進行驗證，并比較軟件仿真與實物實驗的差異，分析其原因。第二十八頁，共29頁。第二十