知识点3：正弦交流电的三种表示形式教学案例2：Multisim 10-正弦稳态交流电路相量仿真实验

1、职业教育电气自动化技术专业教学资源库教 学 案 例课程名称：电工电子技术项目名称：交流电路知 识 点：正弦交流电的三种表示形式编 制 人：刘妍邮 箱：skyairllly电 话制时间：2015年4月编制单位：烟台职业学院电工电子技术课程案例Multisim 10正弦稳态交流电路仿真实验1.课程案例基本信息课程案例名称Multisim 10正弦稳态交流电路仿真实验课程案例编号02关键词瞬时值表达式波形图相量图对应知识点正弦交流电的三种表示形式一.实验目的1.分析和验证欧姆定律的相量形式和相量法。2.分析和验证基尔霍夫定律的相量形式和相量法。二.实验环境1.联想微机，wi

2、ndowsXP，Microsoftoffice，2.电路仿真设计工具Multisim103、 实验原理1.在线性电路中，当电路的激励源是正弦电流（或电压）时，电路的响应也是同频的正弦向量，称为正弦稳态电路。正弦稳态电路中的KCL和KVL适用于所有的瞬时值和向量形式。2.基尔霍夫电流定律（KCL）的向量模式为：具有相同频率的正弦电流电路中的任一结点，流出该结点的全部支路电流向量的代数和等于零。3.基尔霍夫电压定律（KVL）的向量模式为：具有相同频率的正弦电流电路中的任一回路，沿该回路全部的支路电压向量的代数和等于零。4、 实验内容与步骤1.欧姆定律相量形式仿真在Multisim10中，搭建如图1

3、所示正弦稳态交流实验电路图。打开仿真开关，用示波器经行仿真测量，分别测量电阻R、电感L、电容C两端的电压幅值，并用电流表测出电路电流，记录数据于下表图1改变电路参数进行测试。电路元件R、L和C参数不变，使电源电压有效值不变使其频率分别为f25Hz和f1kHz参照仿真测试方法，对分别对参数改变后的电路进行相同内容的仿真测试。将三次测试结果数据整理记录，总结分析比较电路电源频率参数变化后对电路特性影响，研究、分析和验证欧姆定律相量形式和相量法。表1 欧姆定律向量形式数据VRm/VVLm/VVCm/VI/mA理论计算值13.590.434.339.61仿真值（f=50Hz）13.590.434.33

4、9.61理论计算值12.010.197.678.50仿真值（f=25Hz）12.010.197.678.50理论计算值12.050.197.578.53仿真值（f=1KHz）12.050.197.578.532.基尔霍夫电压定律向量形式在Multisim10中建立如图2所示仿真电路图。打开仿真开关，用并接在各元件两端的电压表经行仿真测量，分别测出电阻R、电感L、电容C两端的电压值。用窜连在电路中的电流表测出电路中流过的电流I，将测的数记录在下表。图2改变电路参数进行测试。电路元件R300、L50mH和C3300pF，使电源电压参数不变，参照仿真测试方法，对参数改变后的电路进行相同内容的仿真测试

5、。将两次测试结果数据整理记录，总结分析比较电路参数变化后对电路特性影响，研究、分析和验证基尔霍夫电压定律定律相量形式和相量法。表2 基尔霍夫电压定律向量形式数据VR/VVL/VVC/VI/A理论计算值104.7710.3432.910.33仿真值104.7710.3432.910.333.基尔霍夫电流定律向量形式在Multisim10中建立如图3所示仿真电路图.打开仿真开关，用并接在各元件两端的电流表经行仿真测量，分别测出电阻R支路、电感L支路电容C支路中的电流值，及电源支路中流过的电流I，记录数据于下表。图3改变电路参数进行测试。电路元件R300、L50mH和C3300pF，使电源电压参数不

6、变，参照仿真测试方法，对参数改变后的电路进行相同内容的仿真测试。将两次测试结果数据整理记录，总结分析比较电路参数变化后对电路特性影响，研究、分析和验证基尔霍夫电流定律相量形式和相量法。表3 基尔霍夫电流定律向量形式数据表IR/AIL/AIC/AI/A理论计算值1.03.180.313.04仿真值1.03.180.313.045、 实验结果分析1.跟据上述实验数据可知：在正弦交流电路中欧姆定律、KVL和KCL的向量形式是成立的。即在正弦交流电路中有：流入某节点的电流向量的代数和为零，任一回路，沿该回路全部的支路电压向量的代数和等于零。另外U=IZ。2.误差分析：a.实验1中测量个电流元件的电压时，在示波器的信号图中拉动T1的线时，不准，造成读数误差大。b.理论值计算过程中数据精确度取的过小。4.由以上数据也可的出：正弦交流电路中，回路中全部电压有效值的代数和并不一定零。流入某一节点的电流的有效值的代数和也不一定为零。3.实验时，电路中的电压表和电流表注意要用AC形式，否则测量出的数据是错误的。4.读取数据时，要等数据稳定时才开始读。6、 实验总结1.对实验的分