上海电力学院 本科课程设计
电路计算机辅助设计
（1）
院 系： 电气工程学院
专业年级（班级）： 学生姓名： 学号： 指导教师：
成 绩：
年 月 日
教师评语： 目录
? 仿真实验 1 二阶电路响应的三种情况及特点......................2 ? 仿真实验 2 互感电路仿真设计..................................7 ? 仿真实验 3 二端口网络设计................................... 12 ? 仿真实验 4 对称三相交流电路仿真设计......................... 20 ? 仿真实验 5 节点电压法分析电阻电路........................... 24 ? 仿真实验 6 非正弦周期电路仿真设计............................27 ? 仿真实验 7 ? 仿真实验 8 戴维南定理仿真设计................................31
直流或正弦激励下的一阶电路的响应..................34
仿真实验 1 二阶电路响应的三种 （欠阻尼、过阻尼及临界阻尼）情况及特点
一、仿真实验目的
1、通过RLC电路的放电过程，认识二阶电路响应的原理。
2、观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解。
3、熟练运用multisim分析二阶电路
二、实验原理及实例
原理：如图1通过RLC串联电路的放电过程研究二阶电路的响应。设开关闭合前电容已带有电荷，
uc(0 t=0时开关闭和，由KVL得
?uc由
?)?u0,iL(0?)?0 （1）
?uR?uL?0 （2）
ducducd2ucdii??c,uR?Ri??RC,uL?L??LCdtdtdtdt2得微分方程
(3)
d2ucRduc1??uc?0 (4) dt2LdtLC图1
特征方程为p?2R1p??0,特征根为 LLCp1,2??RR1 (5)
?()2?2L2LLC 当 R?2L 时，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡过程。?
C 当 R?2L时，电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡过程。???? CL时，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡过程。 C 当R?2电路如图2，开关S在t=0时打开，换路前电路处于稳态。试求R值分别为400Ω ,195Ω ，
50Ω 时，电容电压
uc的 值。
图2
分析：
断开开关后，由式（1）(2) (3) (4)得电路微分方程
(1)当R=400Ω时，(R?5)?2L为过阻尼状态， C2特征根为p1,2??202.5?202.5?10000，p1=—378.586，p2=-26.414
uc(t)??0.75e?378.586t?10.75e?26.414tV
(2)当R=195Ω时，(R?5)?2L 为临界阻尼状态， C特征根p1,2??100
(3)当R=50Ω时，(R?5)?2L 为欠阻尼状态， C特征根p1,2??27.5?j96.144
uc(t)?ke??tsin(?d??) ??27.5 ，?d?96.144 ??arctan三、仿真实验
?d?74.04? ? （1）过阻尼状态仿真，仿真电路图为图3，开关断开后电容电压波形图为图4 图 3 图 4
(2)临界阻尼状态仿真，仿真电路图为图5，开关断开后电容电压波形为图6 图5 图 6
（3）欠阻尼状态仿真，仿真电路图为图7，开关断开后电容电压波形为图8 图 7
图 8
四、理论分析与仿真结果的对比分析
1、运用multisim分析二阶电路时，电路图注意接地。
2、观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，要观察开关动作之后，电容电压所显示的波形，并分析：当过阻尼时，为非振荡放电；当欠阻尼时，为振荡放电，由于电阻的阻尼作用，振荡逐渐衰减；而，当电路处临界阻尼时，也为非振荡放电，但是，是介于过阻尼和欠阻尼，非振荡与振荡放电之间.
3、仿真实验结果中的临界阻尼、过阻尼、欠阻尼三种状态符合理论结果
小结：通过本次实验，我对书本上二阶电路的知识有了进一步的理解，特别是对于其临界阻尼、过阻尼、欠阻尼三种状态有了更深的体会，认识到电路具体处于什么状态要根据电路的实际情况具体问题具体分析，而不能按照书上的公式生搬硬套，相信本次试验对我今后的学习会有一定的积极作用。
仿真实验2 互感电路仿真设计
一、仿真实验目的
1、理解互感现象及同名端的概念，牢固掌握互感电压、电流的计算。
2、掌握耦合电感的连接及去耦合后等效电路。 3、验证去耦合前后等效电路的正确性。 4、熟练掌握用multisim仿真互感电路。
二、实验原理及实例
原理：
同名端定义：它是分别位于两个互感线圈中的一对端子，当电流分别从这对端子流入（或流出）线圈时，在两个线圈中产生的磁通方向一致。电流方向与它产生的磁通方向可以用右手螺旋定则来确定。
互感电路分析：互感消去法只适用于互感线圈具有公共节点的电路，将含互感的电路等效变换为无互感的电路。
一般有6种情况： 1、串联顺接，如图1
图1
其等效电感Leq?L1?L2?2M (1) 2、串联反接，如图2
图2
其等效电感 Leq?L1?L2?2M (2) 3、并联顺接，如图3
图3
L1L2?M2 其等效电感Leq? (3)
L1?L2?2M 4、并联反接，如图4
图4
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