電路實驗及仿真教程目錄

前言

第1章　電路實驗基礎知識

1.1　概述

1.2　電工測量的基本知識

1.3　實驗誤差分析和儀表的準確度

1.4　實驗數據處理

1.5　實驗數據的記錄、整理與表示

1.6　實驗電路故障的排除

第2章　電路測量設備

2.1　電路實驗臺簡介

2.2　常用實驗設備介紹

第3章　電路基本實驗

3.1　疊加定理和互易定理

疊加定理陳述為：由全部獨立電源在線性電阻電路中產生的任一電壓或電流，等于每一個獨立電源單獨作用所產生的相應電壓或電流的代數和。

在線性電路中，任一支路的電流（或電壓）可以看成是電路中每一個獨立電源單獨作用于電路時，在該支路產生的電流（或電壓）的代數和（疊加）。

線性電路的這種疊加性稱為疊加定理。

也就是說，只要電路存在惟一解，線性電阻電路中的任一結點電壓、支路電壓或支路電流均可表示為以下形式：

y=H1us1 H2us2 …Hmusm K1is1 K2is2 … Knisn

式中uSk(k=1,2,…,m)表示電路中獨立電壓源的電壓；

iSk(k=1,2,…,n)表示電路中獨立電流源的電流。

Hk(k=1,2,…,m)和Kk(k=1,2,…,n)是常量，它們取決于電路的參數和輸出變量的選擇，而與獨立電源無關。

在只含一個電壓源（或電流源），不含受控源的線性電阻電路中，電壓源（或電流源）與電流表（電壓表）互換位置，電流表（電壓表）讀數不變。這種性質成為互易定理。

僅含線性時不變二端電阻和理想變壓器的雙口網絡，稱為互易雙口。

互易定理：對于互易雙口，存在以下關系。

R12=R21

G12=G21

H12=-H21

T11T22-T12T21=1

3.2　戴維寧定理和諾頓定理

戴維南定理（又譯為戴維寧定理）又稱等效電壓源定律，是由法國科學家L·C·戴維南于1883年提出的一個電學定理。由于早在1853年，亥姆霍茲也提出過本定理，所以又稱亥姆霍茲-戴維南定理。其內容是：一個含有獨立電壓源、獨立電流源及電阻的線性網絡的兩端，就其外部型態(tài)而言，在電性上可以用一個獨立電壓源V和一個松弛二端網絡的串聯電阻組合來等效。在單頻交流系統(tǒng)中，此定理不僅只適用于電阻，也適用于廣義的阻抗。

對于含獨立源，線性電阻和線性受控源的單口網絡（二端網絡），都可以用一個電壓源與電阻相串聯的單口網絡（二端網絡）來等效，這個電壓源的電壓，就是此單口網絡（二端網絡）的開路電壓，這個串聯電阻就是從此單口網絡（二端網絡）兩端看進去，當網絡內部所有獨立源均置零以后的等效電阻。

uoc 稱為開路電壓。Ro稱為戴維南等效電阻。在電子電路中，當單口網絡視為電源時，常稱此電阻為輸出電阻，常用Ro表示；當單口網絡視為負載時，則稱之為輸入電阻，并常用Ri表示。電壓源uoc和電阻Ro的串聯單口網絡，常稱為戴維南等效電路。

當單口網絡的端口電壓和電流采用關聯參考方向時，其端口電壓電流關系方程可表為：U=R0i uoc

諾頓定理(Norton's theorem)：含獨立源的線性電阻單口網絡N，就端口特性而言，可以等效為一個電流源和電阻的并聯。電流源的電流等于單口網絡從外部短路時的端口電流isc；電阻R0是單口網絡內全部獨立源為零值時所得網絡N0的等效電阻。

諾頓定理與戴維南定理互為對偶的定理。定理指出，一個含有獨立電源線性二端網絡N(圖1a), 就其外部狀態(tài)而言,可以用一個獨立電流源isc和一個松弛二端網絡N0的并聯組合來等效(圖1b)。其中，isc是網絡N的短路電流，松弛網絡N0是將網絡 N中的全部獨立電源和所有動態(tài)元件上的初始條件置零后得到的網絡。上述并聯組合稱為諾頓等效網絡。在復頻域中等效網絡由電流源Isc和算子阻抗Yi(s)并聯而成（圖2）。Isc(s)是短路電流的拉普拉斯變換，Yi(s)是松弛網絡N0的入端（策動點）導納。另外，還能導出網絡N用于正弦穩(wěn)態(tài)分析和直流分板的等效網絡。

求等效電路的關鍵是求出網絡N的短路電流和網絡N0的入端（策動點）導納。它們均可通過電子計算機求得。

isc稱為短路電流。Ro稱為諾頓電阻，也稱為輸入電阻或輸出電阻。電流源isc和電阻Ro的并聯單口，稱為單口網絡的諾頓等效電路。在端口電壓電流采用關聯參考方向時，單口的VCR方程可表示為i=u/Ro isc

3.3　最大功率傳輸定理

3.4　電壓源與電流源的等效變換

3.5　萬用表的制作與調試

3.6　運算放大器和受控源

運算放大器（簡稱“運放”）是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。由于早期應用于模擬計算機中，用以實現數學運算，故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發(fā)展，大部分的運放是以單芯片的形式存在。運放的種類繁多，廣泛應用于電子行業(yè)當中。

受控源又稱為非獨立源。一般來說，一條支路的電壓或電流受本支路以外的其它因素控制時統(tǒng)稱為受控源。受控源由兩條支路組成，其第一條支路是控制支路，呈開路或短路狀態(tài)；第二條支路是受控支路，它是一個電壓源或電流源，其電壓或電流的量值受第一條支路電壓或電流的控制。受控源可以分成四種類型。

3.7　交流參數的測定

3.8　交流電路中的互感

3.9　三相交流電路

3.10　三相電路功率的測量

3.11　感性負載斷電保護電路的設計

3.12　二端口網絡參數的研究

3.13　一階電路

在一個電路簡化后（如電阻的串并聯，電容的串并聯，電感的串并聯化為一個元件），只含有一個電容或電感元件（電阻無所謂）的電路叫一階電路。主要是因為這樣的電路的Laplace等效方程中是一個一階的方程。

3.14　二階電路

含有兩個獨立的動態(tài)元件的線性電路，要用線性，常系數二階微分方程來描述，故稱為二階電路。

第4章　Multisim 10電路分析軟件

4.1　Multisim 10軟件界面

4.2　電路的連接

4.3　虛擬仿真儀器

4.4　Multisim 10在電路實驗中的應用

第5章　仿真實驗

5.1　功率因數校正

5.2　串聯諧振電路的研究

5.3　負阻抗變換器及應用

5.4　回轉器及其應用

5.5　雙T型選頻網絡的研究與設計

5.6　衰減及阻抗匹配網絡的設計

附錄一　日光燈簡介

附錄二　數字相位表

附錄三　磁電系儀表

參考文獻

《電路實驗及仿真教程》共分為5章：第1章概述了電路實驗基礎理論知識、電路實驗分析及實驗數據處理；第2章介紹了常用實驗設備及其使用方法；第3章是電路實驗，按照直流電路、交流電路和動態(tài)電路的順序編排，既有基礎性實驗又有提高性實驗；第4章和第5章是MuItisiml0電路仿真分析軟件介紹和電路仿真實驗，從典型實驗人手，使學生掌握Multisiml0軟件在電路仿真分析中的應用。

叢書名: 21世紀高等學校規(guī)劃教材

平裝

正文語種: 簡體中文

開本: 16

ISBN: 9787508383323

條形碼: 9787508383323

尺寸: 25.6 x 18 x 0.8 cm

重量: 259 g

本書內容分為5章，第1章講述電路實驗與實訓基礎，包括測量及誤差分析、常用電工儀器儀表及常用元器件介紹。第2章講解電路基礎實驗及設計性實驗，首先介紹了DGX-Ⅰ型實驗裝置結構及使用方法，然后詳細講解了20個基礎實驗的原理及實驗內容，對11個設計性實驗講解了設計方法、提出了設計要求。第3章為電路實訓內容，首先講述了電路實訓的總體目標及要求，然后介紹了供電及安全用電、實訓工具等電路實訓的準備知識，重點介紹了6個電路實訓的項目及相關知識。第4章為Multisim 9仿真實驗內容，主要介紹了Multisim 9軟件及仿真方法，給出了8類電路仿真實驗的方法及過程。第5章為MATLAB輔助電路分析內容，主要介紹MATLAB軟件，給出了基于MATLAB的5個電路仿真計算的方法及過程。