网络定理验证与测试2014

一、实验目的Multisim软件入门。应用Multisim验证基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理。第一页，共29页。第一页，共29页。二、实验原理1.基尔霍夫定律（1）基尔霍夫电流定律(KCL定律)在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流。

基尔霍夫电流定（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。第二页，共29页。第二页，共29页。（2）基尔霍夫电压定律(KVL定律)在任一瞬间，从回路中任一点出发，沿回路循行一周，则在这个方向上电位升之和等于电位降之和。基尔霍夫电压定律（KVL）反映了电路中任一回路中各段电压间相互制约的关系。第三页，共29页。第三页，共29页。2.叠加原理对于线性电路，任何一条支路的电流，都可以看成是由电路中各个电源（电压源或电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流的代数和。第四页，共29页。第四页，共29页。3.戴维宁定理第五页，共29页。第五页，共29页。任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R0

串联的电源来等效代替。第六页，共29页。第六页，共29页。等效电源的电动势E就是有源二端网络的开路电压U0，即将负载断开后a、b两端之间的电压。等效电源的内阻R0等于有源二端网络中所有电源均除去（理想电压源短路，理想电流源开路）后所得到的无源二端网络a、b两端之间的等效电阻。第七页，共29页。第七页，共29页。4.参考方向在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。注意：在参考方向选定后，电流(或电压)值才有正负之分。第八页，共29页。第八页，共29页。三、MULTISIM软件入门第九页，共29页。第九页，共29页。1.Multisim2001第十页，共29页。第十页，共29页。第十一页，共29页。第十一页，共29页。2.Multisim10.1Multisim10是美国NI公司最近推出的Multisim新版本。该版本使文件管理和操作更方便，元件调用更便捷，元件的标注更加直观、实用；增加了仿真的真实感，使虚拟的电子实验平台更加接近实际的实验平台。被誉为“计算机里的电子实验室”。第十二页，共29页。第十二页，共29页。Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个庞大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模SPICE仿真功能、VHDL/Verilog设计接口与仿真功能、FPGA/CPLD综合、RF射频设计能力和后处理功能，还可以进行从原理图到PCB布线工具包的无缝数据传输。安装第十三页，共29页。第十三页，共29页。3.Multisim10.1的简单使用(1)Multisim10的基本操作界面启动：双击Multisim10的图标，出现下图所示的工作界面。该工作界面包括：菜单栏、工具栏（系统工具栏、元件工具栏、仪器仪表工具栏等）。该工作界面包括：菜单栏、工具栏（系统工具栏、元件工具栏、仪器仪表工具栏等）。该工作界面包括：菜单栏、工具栏（系统工具栏、元件工具栏、仪器仪表工具栏等）。该工作界面包括：菜单栏、工具栏（系统工具栏、元件工具栏、仪器仪表工具栏等）。该工作界面包括：菜单栏、工具栏（系统工具栏、元件工具栏、仪器仪表工具栏等）第十四页，共29页。第十四页，共29页。(2)Multisim10原理图的绘制设置原理图绘制环境单击主菜单“Options”,选择“GlobalPreferences…”选项，进入“Preferences”对话框：在“Parts”选项页下的“Placecomponentmode”栏，是关于放置元件方式的设置，建议单选“Continuousplacement（ESCtoquit）”项，即可以连续放置所选元件；“Symbolstandard”栏是关于元件符号模式的设置，建议单选“DIN”项，即选取元件符号为欧洲标准模式（注：因我国元件符号与欧洲标准模式相同）。第十五页，共29页。第十五页，共29页。单击主菜单“Options”,选择“SheetPreferences”选项，进入“SheetPreferences”对话框：在“Circuit”选项页的“NetNames”栏中默认的单选项为“Showall”，即在仿真电路图中显示全部节点编号，这对电路分析时十分重要。第十六页，共29页。第十六页，共29页。元件取用①选择元器件通过菜单“Place→Component”命令打开“SelectComponent”窗口，如下图所示：注：底色为墨绿颜色的是虚拟器件库。第十七页，共29页。第十七页，共29页。具体操作如下：★在Group栏中选择元件库；★在Family栏中选择所需元件库存类型；★在Component栏中选中需要的元件名称；★观察元件符号/名称/封装；★单击“OK”按钮确认。第十八页，共29页。第十八页，共29页。②选中元器件鼠标点击元器件，可选中该元器件。③元器件操作在电路工作区选中元器件，并右击之，在快捷菜单中将出现下列操作命令：剪切、复制、删除、翻转等。第十九页，共29页。第十九页，共29页。④元件编辑（元器件特性参数）在电路工作区中双击该器件，在弹出的元器件特性对话框中，可以设置或编辑元器件的各种特性参数。第二十页，共29页。第二十页，共29页。绘制电路★调出元器件（包括电源、接地端、限流电阻、开关、发光二极管等）；★电路连接（鼠标指向一个元件端点，使其出现一个小圆点，单击鼠标左键并移动鼠标，会出现一条连接线，将鼠标移动至另一个元件端点后，再次单击鼠标，完成一次连接）；★电路文件存盘（as）。第二十一页，共29页。第二十一页，共29页。(3)Multisim10原理图的仿真在仪表工具栏调出仿真仪表，设定参数，按下仿真运行按钮，开始仿真。双击仪表可以看见仪表的显示值、双击器件，可以改变其value。第二十二页，共29页。第二十二页，共29页。四、实验内容(page11)1.验证基尔霍夫定律(page12)第二十三页，共29页。第二十三页，共29页。状态测量电量U1（V）U2（V）U3（V）I1（A）I2（A）I3（A）12打开第二十四页，共29页。第二十四页，共29页。2.验证线性电路的叠加性和比例性

状态测量电量U1（V）U2（V）U3（V）I1（A）I2（A）I3（A）E1、E2同时E1单独E2单独叠加结果第二十五页，共29页。第二十五页，共29页。使E2=0V，E1分别为10V和5V，填下表状态测量电量U1（V）U2（V）U3（V）I1（A）I2（A）I3（A）E1=10VE1=5V比例结果第二十六页，共29页。第二十六页，共29页。3.验证戴维宁定理(1)将图中电阻R3断开。测量电路A、B端口开路电压Uoc;(2)将电阻R3短路，测得A、B端口短路电流Isc，计算等效电阻R0；(3)调用直流电压源，设置相应参数，使其Value等于测得的Uoc值；调用电阻，设置相应参数，使其Value等于测得的R0值。它们一起与R3串联组成一个等效电路，用电压表和电流表测出电阻R3两端的电压和流过的电流，验证戴维宁定理。第二十七页，共29页。第二十七页，共29页。4.在上述内容中选择一项搭试电路进行验证，并比较软件仿真与实物实验的差异，分析其原因。第二十八页，共29页。第二十