复杂直流电路仿真实验报告(参考)
直流电动机仿真研究报告
直流电动机仿真研究报告1 引言1.1 研究背景与意义直流电动机作为最早被广泛应用的电动机类型，以其优良的启动、制动性能，调速范围宽等优势，在工业生产、交通运输等领域发挥着重要作用。
然而，随着电力电子技术和控制理论的不断发展，对直流电动机的性能要求也越来越高。
因此，研究直流电动机的仿真技术，不仅有助于深入理解其工作原理，而且对优化电动机性能、提高系统效率具有重要意义。
当前，仿真技术已成为科研和工程领域的重要手段，通过对直流电动机的仿真研究，可以有效降低实验成本，缩短研发周期，为直流电动机的设计和应用提供理论指导。
1.2 研究目的与任务本研究的目的是通过建立准确的数学模型和仿真模型，对直流电动机进行深入分析，探讨其性能优化方法。
研究任务主要包括：推导和建立直流电动机的数学模型和仿真模型；对仿真模型进行参数设置和验证；分析仿真结果，探讨性能优化策略。
1.3 研究方法与内容本研究采用理论分析和仿真验证相结合的方法，主要研究内容包括：直流电动机的基本原理、仿真模型的建立、仿真分析、性能优化以及实验验证。
首先，通过分析直流电动机的结构和工作原理，推导出其数学模型；然后，利用仿真软件搭建仿真模型，进行参数设置和验证；接着，对仿真结果进行分析，提出性能优化方法；最后，通过实验验证仿真模型的正确性和性能优化方法的有效性。
2 直流电动机的基本原理2.1 直流电动机的结构与分类直流电动机作为最早被广泛应用的电动机之一，具有结构简单、控制方便、运行可靠等优点。
其基本结构主要由电枢、永磁体、电刷、换向器、轴承和端盖等部分组成。
结构组成电枢是直流电动机的核心部分，由绕组、铁心和换向器组成。
绕组通常由多个线圈串联而成，铁心则用于集中磁场。
永磁体提供磁场，其材料通常为铁氧体或稀土永磁材料。
电刷与换向器配合，实现电流方向的改变，从而使电枢持续旋转。
分类直流电动机根据励磁方式的不同，可以分为以下几类： 1. 永磁直流电动机：以永磁体作为磁场源，无需励磁电流，效率高，体积小。
实验1 直流电路的仿真分析
实验1 直流电路的仿真分析一、实验目的（1）学习使用PSPICE软件，熟悉工作流程。
(2)学习用PSPICE进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。
二、实验步骤实验1-1：1）操作步骤(1)开始\程序\Designlab eva18\schematics,单击进入原理图绘制窗口。
(2)调电路元件:从库中调出元件。
(3)首先需要增加常用库，点击Add Library.将常用库添加进来。
(4)移动元器件到适当的位置，进行适当旋转，点击Draw/Wire将电路连接起(5)双击元器件或相应参数修改名称和值。
(6)保存原理图。
2）仿真(1)静态工作点分析是其他分析的基础，不需要进行设置。
(2)选择Analysis\simulation,则静态工作点参数直接在原理图上显示。
(3)在原理图窗口中点击相关工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如图1-1。
实验1-2:1)直流工作点分析同上。
探针在相应工作栏选取。
2)直流扫描分析：a.单击Analysis/Setup,打开分析类型对话框，以建立分析类型。
b.运行Analysis/Simulation,进行直流扫描分析。
c.对于图1-2电路，电压源Us1的电压已在0-12V之间变化，显示的波形就是负载电阻RL的电流IR随Us1变化波形，见图1-2.d.从图1-2可以得出IRL和US1的函数关系IRL=1.4+（1.2/12）US1=1.4+0.1US1三、实验结果图1-1仿真结果图1-2仿真结果图1-3直流扫描分析的输出波形四、分析结论在各步骤操作正确的条件下，仿真分析的数据与输出波形符合理论实际，完成了直流电路的仿真分析。
中山学院电路分析实验报告——直流电路最大功率传输的仿真测试
电子科技大学中山学院学生实验报告院别：电子信息学院课程名称：电路分析实验一、实验目的1.学习直流电路最大功率传输的Multisim仿真测试方法和瓦特表的使用方法；2.加深你对直流电路最大功率传输定理的解释。
二、实验原理据戴维南定理，可将图A所示含源线性单口网络N等效为如图B所示的实际电压源。
由最大功率传输定理可知：当R L=R o时，R L可获得最大功率，且P Lmax=U oc2/4R o直流电路最大功率传输的Multisim仿真测试中，可先测量单口网络的等效电阻R o，然后再单口网络输出端接入电阻值等于R o的负载R L，用瓦特表测量R L的功率，则该功率即为单口网络输出的最大功率。
下面以图4-16.2所示单口网络为例，说明直流电路最大功率输出的仿真测试方法。
1.R o的仿真测量将图4-16.2电路中的独立电源取零值：用导线代替电压源V1，将电流源I1断路，并在输出端接入欧姆表，如图4-16.3所示点击仿真开关，完成仿真后欧姆表的读数为30Ω，即R o=30Ω。
2.最大功率传输的仿真测量在图4-16.2单口网络输出端接入30Ω的负载R L在接入瓦特表测量R L的功率，在图4-16.4所示。
由于瓦特表同时测量R L的电压和电流，因此接入瓦特表时，应将其电流表与R L串联，将其电压表与R L并联，连接方法如图4-16.4。
瓦特表还能同时测量功率因素（Power Factor）。
点击仿真开关，完成仿真后瓦特表读数为16.875W即P Lmax=16.875W，则图4-16.2所示单口网络的最大输出功率为16.875W三、实验内容图4-16.5所示单口网络是课本例题4-16的电路图。
利用Multisim虚拟测量的方法，求该单口网络的最大输出功率四、实验结果及分析总结与心得：通过这次仿真实验，我在有限的时间得出了与实验预期一样的数据，圆满完成了这次实验。
通过这次实验，学习了直流电路最大功率传输的Multisim仿真测试方法和瓦特表的使用方法，同时还加深理解直流电路最大功率传输定理，更重要的是做实验的能力和思考问题的方法得到锻炼。
直流电路实验报告
直流电路实验报告直流电路实验报告引言：直流电路是电子学中最基础的一个概念，它涉及到电流、电压、电阻等物理量的研究和应用。
通过实验，我们可以深入了解直流电路的特性和性能，以及探索电子元件的工作原理和应用场景。
本实验报告将详细介绍我们进行的直流电路实验，包括实验目的、实验装置、实验步骤、实验结果和分析等内容。
实验目的：本次实验的主要目的是通过搭建直流电路，测量电流、电压和电阻的数值，并探究其之间的关系。
同时，我们还将学习使用万用表进行测量和使用电阻箱调节电阻值的方法。
实验装置：本次实验所用的装置包括直流电源、电阻箱、电流表、电压表和万用表。
其中，直流电源提供了稳定的电压源，电阻箱可以调节电阻的大小，电流表和电压表用于测量电流和电压，而万用表则可以测量电流、电压和电阻。
实验步骤：1. 首先，我们将直流电源的正极和负极分别与电流表和电阻箱相连，以形成一个简单的电路。
然后，将电流表的两个接线头分别与电阻箱的两个接线头相连。
2. 接下来，我们将电压表的两个接线头分别与电阻箱的两个接线头相连，以测量电压。
3. 然后，我们打开直流电源，调节电阻箱的电阻值，并记录下电流表和电压表的读数。
4. 重复以上步骤，改变电阻箱的电阻值，记录不同情况下的电流和电压数值。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了一系列的电流和电压数值。
在分析这些数据时，我们可以发现以下规律：1. 当电阻值增大时，电流值会减小，而电压值保持不变。
这是因为根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。
当电阻增加时，电流减小。
2. 当电阻值减小时，电流值会增大，而电压值保持不变。
这也符合欧姆定律的规律。
3. 在实验中，我们还发现了电流表和电压表的读数会受到误差的影响。
这可能是由于电阻箱的内阻、电流表和电压表的精度等因素导致的。
结论：通过本次实验，我们深入了解了直流电路的特性和性能，并学习了使用万用表进行测量和使用电阻箱调节电阻值的方法。
我们通过实验数据的分析，验证了欧姆定律的准确性，并了解到了电流、电压和电阻之间的关系。
电工实验直流电路实验报告
电工实验直流电路实验报告篇一：电工与电子技术实验报告XX实验一电位、电压的测量及基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性。
2、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
3、掌握直流电工仪表的使用方法，学会使用电流插头、插座测量支路电流的方法。
二、实验线路实验线路如图1-1所示。
DAE12BC图1-1三、实验步骤将两路直流稳压电源接入电路，令E1=12V，E2=6V（以直流数字电压表读数为准）。
1、电压、电位的测量。
1）以图中的A点作为电位的参考点，分别测量B、C、D各点的电位值U及相邻两点之间的电压值UAB、UCD、UAC、UBD，数据记入表1-1中。
2）以C点作为电位的参考点，重复实验内容1）的步骤。
2、基尔霍夫定律的验证。
1）实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1，I2，I3所示，熟悉电流插头的结构，注意直流毫安表读出电流值的正、负情况。
2）用直流毫安表分别测出三条支路的电流值并记入表1-2中，验证?I=0。
3）用直流电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值并记入表1-2中，验证?U=0。
四、实验数据表1-1表1-2五、思考题 1、用万用表的直流电压档测量电位时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点，若指针正偏或显示正值，则表明该点电位参考点电位；若指针反向偏转，此时应调换万用表的表棒，表明该点电位参考点电位。
A、高于B、低于 2、若以F点作为参考电位点，R1电阻上的电压 ()A、增大B、减小C、不变六、其他实验线路及数据表格图1-2表1-3 电压、电位的测量实验二叠加原理和戴维南定理一、实验目的1、牢固掌握叠加原理的基本概念，进一步验证叠加原理的正确性。
2、验证戴维南定理。
3、掌握测量等效电动势与等效内阻的方法。
二(转载自：小草范文网:电工实验直流电路实验报告)、实验线路1、叠加原理实验线路如下图所示DE1IAIB2C图2-12、戴维南定理实验线路如下图所示ALB图2-2三、实验步骤1、叠加原理实验实验前，先将两路直流稳压电源接入电路，令E1=12V，E2=6V。
复杂直流电路与电路暂态的仿真分析
武汉大学计算机学院教学实验报告课程名称电路与电子技术实验成绩教师签名实验名称复杂直流电路与电路暂态的仿真分析实验序号 2 实验日期2012.11.25姓名学号专业年级-班一年级一班一、实验目的及实验内容（本次实验所涉及并要求掌握的知识；实验内容；必要的原理分析）小题分：实验目的：1.熟悉基本定理、定律；2.掌握电压法和电流法；3.了解电阻的Y/△等效变换，电源的Y/U等效变换。
实验内容：1.测量复杂直流电路中各元件上的电压；2.测量复杂直流电路中各元件上的电流；3.测量复杂直流电路中各电源单独作用下各元件的电压与电流；4.测量复杂直流电路的等效电阻；5.测量复杂直流电路的等效电源；6.测量复杂直流电路的节点电压；7.测量复杂直流电路的支路电流；8.测量RC电路的电压波形；9.测量RL电路的电压波形。
原理分析：1.基尔霍夫电流定律：在任一瞬时，流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流之和；2.基尔霍夫电压定律：在任一瞬间，沿电路中的任一回路绕行一周，在该回路上电动势之和恒等于各电阻上的电压降之和；3.叠加原理：在线性电路中，有多个电源同时作用时，任一支路的电流或电压都是电路中每个独立电源单独作用时在该支路中所产生的电流或电压的代数和；4.戴维宁定理：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个理想电压源和一个等效电阻串联来代替；5.等效电阻：几个连接起来的电阻所起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是那些电阻的等效电阻；6.RC电路动态响应：开关闭合、断开，电容会相应充电、放电；7.RL电路动态响应：开关闭合、断开，电感会储藏、释放电磁能。
二、实验环境及实验步骤小题分：（本次实验所使用的器件、仪器设备等的情况；具体的实验步骤）实验环境：1.实验平台：Multisim；2.虚拟仪器：万用表、示波器、信号源等；3.虚拟器件：电源、电阻、电容、电感、开关等。
实验步骤：一、基尔霍夫电压定律1.画好电路图；2.取E1=12V、E2=10V、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3分别取1、2、3、4、5kΩ；3.按电路图连接完毕；4.更换R3阻值，分别测量R1、R2、E1、E2两端电压；5.记录数据；6.分析数据，计算U E1—U R1—U R2—U E2是否等于零。
直流电路仿真实验
实验报告一一、实验目的通过仿真电路测量直流电路中的各物理量，理解直流电路的基本工作原理及基本分析方法。
二、实验内容1.建立仿真电路验证基尔霍夫定律；2.建立仿真电路验证网孔和节点电压分析法；3.建立仿真电路验证叠加原理；4.建立仿真电路验证戴维南定理；三、实验环境计算机、MULTISIM仿真软件四、实验电路(一)基尔霍夫定律仿真实验1.实验电路2.理论分析计算I2=I1+I32 I1+3 I2-2+14=08 I3+3 I2-2=0解得: I1=-3A,I2=-2A ,I3=1A 3.实验数据（二）网孔电流分析法仿真实验1.实验电路2.理论分析计算-50V+60I1+20(I1-I2)=0-20(I1-I2)-10V-40(I3-I2)=040(I3-I2)+40I3=0解得：I1=0.768A， I2=1.143A ,I3=1.071A 3.实验数据（三）节点电压分析法仿真实验1.实验电路2.理论分析计算V A/R1+V A/R2+( V A–V B)/ R3=I1( V A–V B)/ R3-V B/R4-V B/R5=I2代入得：V A/20 +V A/40+( V A–V B)/ 10=I1( V A–V B)/ 10-V B/20-V B/40=I2 解得： V A=21.758V , V B=-21.825V 所以I R3=( V A–V B))/10=4.363MA3.实验数据（四）叠加定理仿真实验1.实验电路2.理论分析计算U2=1*(10V/2.5)*1/2=2VU3=5-1*(5/(1+2/3))=2V根据基尔霍夫定理得：I3+ I2 =I1-5V+I1+ I3=02 I3- I2+10V=0解得：U1=4v 3.实验数据（五）戴维南定理仿真实验1.实验电路2.理论分析计算负载开路时：V OC=I S*R2+V S=(2*9+10)V=28V 无源等效电阻：R O= R2=9Ω所以I=V OC/( R O +R4)=28/(9+5)A=2A3.实验数据五、分析研究1、基尔霍夫电压定律：沿闭合回路所有支路电压降的代数和为零。
电路仿真实验报告
电路仿真MATLAB实验报告班级：学号：姓名：学院：实验一直流电路（1）一、实验目的1、加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的理解2、学习使用MATLAB的矩阵运算的方法二、实验示例1、节点分析电路如图所示（见书本12页），求节点电压V1,V2,V3.根据电路图得到矩阵方程，根据矩阵方程使用matlab命令为Y =0.1500 -0.1000 -0.0500-0.1000 0.1450 -0.0250-0.0500 -0.0250 0.0750节点v1，v2和v3：v =404.2857350.0000412.85712、回路分析电路如图所示（见书本13页），使用解析分析得到同过电阻RB的电流，另外求10V电压源的输出功率。
分析电路得到节点方程，根据节点方程得到矩阵方程，根据矩阵方程，使用matlab的命令为z=[40,-10,-30;-10,30,-5;-30,-5,65];v=[10,0,0]';I=inv(z)*v;IRB=I(3)-I(2);fprintf('the current through R is %8.3f Amps \n',IRB)ps=I(1)*10;fprintf('the power supplied by 10v source is %8.4f watts\n',ps)结果为：the current through R is 0.037 Ampsthe power supplied by 10V source is 4.7531 watts三、实验内容1 根据书本15页电路图，求解电阻电路，已知：R1=2Ω,R2=6Ω,R3=12Ω,R4=8Ω,R5=12Ω,R6=4Ω,R7=2Ω如果Us=10V,求i3,u4,u7如果U4=4V,求Us,i3,i7使用matlab命令为clear% 初始化阻抗矩阵Z=[20 -12 0;-12 32 -12;0 -12 18];% 初始化电压矩阵V=[10 0 0]';% 解答回路电流I=inv(Z)*V;% I3的计算I3=I(1)-I(2);fprintf('the current I3 is %8.2f Amps\n',I3) % U4的计算U4=8*I(2);fprintf('the voltage U4 is %8.2f Vmps\n',U4) % U7的计算U7=2*I(3);fprintf('the voltage U7 is %8.2f Vmps\n',U7)结果the current I3 is 0.36 Ampsthe voltage U4 is 2.86 Vmpsthe voltage U7 is 0.48 Vmpsclear% 初始化矩阵XX=[20 -1 0;-12 0 -12;0 0 18];% 初始化矩阵YY=[6 -16 6]';% 进行解答A=inv(X)*Y;% 计算各要求量Us=A(2)I3=A(1)-0.5I7=A(3)结果Us = 14.0000I3 = 0.5000I7 =0.33332 求解电路里的电压如图1-4（书本16页），求解V1,V2,V3,V4,V5使用matlab命令为clear% 初始化节点电压方程矩阵Z=[0.725 -0.125 -0.1 -5 -1.25;-0.1 -0.2 0.55 0 0;-0.125 0.325 -0.2 0 1.25;1 0 -1 -1 0;0 0.2 -0.2 0 1];I=[0 6 5 0 0]';% 解答节点电压U1，U3，U4与Vb，IaA=inv(Z)*I;% 最终各电压计算V1=A(1)V2=A(1)-10*A(5)V3=A(2)V4=A(3)V5=24结果V1 =117.4792V2 = 299.7708V3 =193.9375V4 =102.7917V5 = 243、如图1-5（书本16页），已知R1=R2=R3=4Ω,R4=2Ω,控制常数k1=0.5，k2=4，is=2A，求i1和i2.使用matlab命令为clear% 初始化节点电压方程矩阵Z=[0.5 -0.25 0 -0.5;-0.25 1 -1 0.5;0 0.5 0 -1;1 -1 -4 0];I=[2 0 0 0]';% 解答节点电压V1，V2及电流I1，I2A=inv(Z)*I;% 计算未知数V1=A(1)V2=A(2)I1=A(3)I2=A(4)结果如下：V1 =6V2 =2I1 = 1I2 =1实验二直流电路（2）一、实验目的1、加深多戴维南定律，等效变换等的了解2、进一步了解matlab在直流电路中的作用二、实验示例如图所示（图见书本17页2-1），分析并使用matlab命令求解为clear,format compactR1=4;R2=2;R3=4;R4=8;is1=2;is2=0.5;a11=1/R1+1/R4;a12=-1/R1;a13=-1/R4;a21=-1/R1;a22=1/R1+1/R2+1/R3;a23=-1/R3;a31=-1/R4;a32=-1/R3;a33=1/R3+1/R4;A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];B=[1,1,0;0,0,0;0,-1,1];X1=A\B*[is1;is2;0];uoc=X1(3);X2=A\B*[0;0;1];Req=X2(3);RL=Req;P=uoc^2*RL/(Req+RL)^2;RL=0:10,p=(RL*uoc./(Req+RL)).*uoc./(Req+RL),figure(1),plot(RL,p),gridfor k=1:21ia(k)=(k-1)*0.1;X=A\B*[is1;is2;ia(k)];u(k)=X(3);endfigure(2),plot(ia,u,'x'),gridc=polyfit(ia,u,1);%ua=c(2)*ia=c(1) , 用拟合函数术,c(1),c(2)uoc=c(1),Req=c(2) RL =0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 p =Columns 1 through 70 0.6944 1.0204 1.1719 1.2346 1.2500 1.2397Columns 8 through 111.2153 1.1834 1.1480 1.1111A 、功率随负载变化曲线 B.电路对负载的输出特性0123456789100.20.40.60.811.21.400.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82三、实验内容1、图见书本19页2-3，当RL从0改变到50kΩ，校验RL为10kΩ的时候的最大功率损耗使用matlab命令为clear% 定义电压源和电阻值Us=10;Rs=10000;RL=0:20000;p=(Us^2.*RL)./(RL+Rs).^2;plot(RL,p);输出结果为Maximum power occur at 10000.00hmsMaximum power dissipation is 0.0025Watts2、在图示电路里(书本20页2-4)，当R1取0，2，4，6，10，18，24，42，90和186Ω时，求RL 的电压UL,电流IL 和RL 消耗的功率。
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收获：
第一点肯定是以实验例子重新学习了一下节点电压法，掌握的程度感觉更深了，其次是基本掌握了对复杂直流电路用软件进行分析的方法，对于日后遇到的一些问题也可以用这个来解决。
3.点击仿真旁边的[Analyses and simulation],选中直流工作点，添加所需要分析的变量，保存后，点击run,弹出仿真结果。
五、思考题：
如何对节点进行修改
数字节点标号可以拖动，移至你所需要的位置上，或者点击工具栏中的网络选项，对相应数字设置网络名称，即可修改。
六、实验结论及收获
在以节点电压法为例的情况下，从我们的计算结果来看两者之间的差值可以忽略至不计。
电工实验报告本
一、实验名称：复杂直真软件分析复杂直流电路。
三、实验原理
利用Multisim2014提供直流工作点的分析方法，可以对一个复杂的直流电路迅速地分析出结果。
四、实验步骤及任务
1.按图15-1-1连接电路，
图15-1-1直流电路
2.在编辑选项下的选中属性（或按ctrl+m），选择网络名称下全部显示，电路中会显示数字节点，可以拖动数字节点移至合适位置（节点拖动时会有一根线来帮助你确定位置）