西藏大学《Multisim仿真》课程
设计
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报告RLC凰發衷施竈跖竈畳劭枷廠伽侖真鋤観学院工学院专业信息工程班级学号学生姓名指导教师课程成绩完成日期2014年7月9日RLC正弦交流电路电量的Multisim仿真测试本文基于探索RLC正弦交流电路电量波形的Multisim仿真的目的，运用MultisimlO软件对RLC正弦交流电路的特性进行了仿真实验分析，给出了Multisim仿真实验
方案
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，仿真了电路中总电压、电流及各元件电压的相位关系，虚拟仿真实验结果与理论分析计算结果相一致，结论是仿真实验可直观形象地描述电路的工作特性.1RLC正弦交流电路的电量分析RLC正弦交流电路，由电阻R、电感L、电容C元件串联构成，如图1所示.其中，选取电阻R=10Q、电感L=1mH、电容C=10pF.对电路分析、研究时，涉及总电压u、电阻两端电压uR、电感两端电压uL、电容两端电压uC、电流i等电量，分析的
内容
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一般有各个电量的大小及相位关系.输入电压u的频率f二50Hz、幅值10V、初相位少=0°时，电路中有关电量的参数分析如下.电路的复阻抗为Z=R=318.3<-88.199°fl（1）ct）C电路中的电流相量为V.[J仁二号二0.0314<88.199°A（2）电流i的最大值为Im=0.0314A（3）电流i的初相位为%=88.199°（4）电阻两端电压相量为%几R二0314<88.199°V电阻两端电压uR的最大值为⑸｛扁二（1314V电阻两端电压uR的初相位为（6）（pR=88.199°电感两端电压相量为⑺*V%二几兀二9.8596<178.199°mV电感两端电压uL的最大值为%=9.8596mV电感两端电压uL的初相位为（pL二178,199°电容两端电压相量为(10)bg=S=10<-L8°V电容两端电压uC的最大值为(11)%二10V电容两端电压uC的初相位为(12)化二-8°2RLC正弦交流电路电量的Multisim仿真原理〔13）应用MultisimlO〔2—8〕的实践中发现，MultisimlO中的虚拟双踪示波器具有测试电路中任意两点电压波形的功能，并不要求必须对地测试，由此可用于测试RLC正弦交流电路中各电量的波形，而波形形式的测试研究是一种直观、方便的实验研究方法•在MultisimlO中构建的RLC正弦交流仿真电路如图1所示，电阻、电感及电容从Multisim的基本元件库中找出，交流电压源从电源信号源库中找出,电压表、电流表从指示元件库中找出，双踪示波器从虚拟仪器栏中找出.其中，交流电压源产生正弦交流电压，选择其频率f二50Hz、幅值10V;电阻R1=1mQ为阻值较小的电流检测电阻，其两端电压的波形与电路中电流的波形相同；双踪示波器XSC1用于观测总电压u、电阻两端电压uR的波形，双踪示波器XSC2用于观测电感两端电压uL、电容两端电压uC的波形，双踪示波器XSC3用于观测电流i的波形.电流表U1设置为交流档，用于测试电路中电流的有效值；电压表U2、U3、U4、U5设置为交流档，分别用于测试总电压、电阻两端电压、电感两端电压、电容两端电压的有效值.双踪示波器XSC1、XSC2、XSC3，三个面板的Timebase区中的Scale、Xposition设置一致，当接通仿真开关时三个示波器同时开始工作，从而实现各电量波形的同步显示.3RLC正弦交流电路电量的Multisim仿真结果及分析图1中各电流表、电压表显示了有关各个电量的有效值.图2所示为Multisim仿真时示波器显示的波形，由上至下依次为总电压u、电阻两端电压uR、电感两端电压uL、电容两端电压uC、电流i的波形.由图1中的电流表U1可确定出电流i的最大值为(14)Im=0.022X1.414=03311A由图2中的电流波形可确定出电流i的初相位为(15)4.977X10'"x360=輕=002=眇586式（14—15）与式（3-4）的理论值基本一致.由图1中的电流表U3可确定出电阻两端电压uR的最大值为(16)URm=0.022X1.414=0.3311V由图2中的电阻两端电压波形可确定出电阻两端电压uR的初相位为(17)4.977xIO-'x360“知二丽二眇灾6式（16-17）与式（6-7）的理论值基本一致.由图1中的电流表U4可确定出电感两端电压uL的最大值为(18)ULm=6.982X1.414=9.873mA由图2中的电感两端电压波形可确定出电感两端电压uL的初相位为9.g2gxl(r‘x360002二177.822°(19)式（18-19）与式（9-10）的理论值基本一致.由图1中的电流表U5可确定出电容两端电压uC的最大值为(20)UCm=7.075X1.414=10V由图2中的电容两端电压波形可确定出电容两端电压uC的初相位为⑵）100xio_ftx360I咕—002=LS式（20-21）与式（12-13）的理论值基本一致.TDSXISIS^K条一遵舟一gL刁上蚤A-0a-曲-i洪算一想出B隸>qaS盏ik(1-ruup§>一0¥<證。一埋A<±oT7VL舊⑨匸4JX山oi119m13.730S3,730sogx,矍116*图2RLC正弦交流电路的MLiltisim仿真波形4结语运用MultisimlO软件仿真对RLC正弦交流电路电量的Multisim仿真测试，可以直观地观测电路中各元件两端电压、电流的相位关系，测量正弦电压、正弦电流有效值.应用MultisimlO的实践中发现，双踪示波器具有测试电路中任意两点电压波形的功能，并不要求必须对地测试，因此在仿真测试电路中直接进行测试电路中各元件两端电压的波形的测量，可减小测量误差.仿真结果表明，虚拟实验仿真与理论分析和计算的结果一致，所述方法具有实际应用意义.
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