利用Multisim验证戴维南定理

利用Multisim验证戴维南定理姓名：XXX学号：xxxxxxxxxx一、仿真要求(1)构建图附1(a)所示实验电路原理图，测量有源线性二端网络的等效参数；(2)由二端网络的等效参数构建图1(b)所示的戴维南等效电路；(3)分别测试二端网络的外特性和等效电路的伏安特性，验证戴维南定理。图1被测有源二端网络电路二、电路图设计及理论分析(1)设定电路各元件参数如图2所示+−220ΩR1R2R3R4RL680Ω1kΩ470Ω12VU1+−4.932V458.2ΩRLIL图2.电路参数设定图3.戴维南等效电路(2)理论分析断开RL所在支路，)V(932.41424313OCURRRRRRU)(2.458////4213ORRRRR)mA(764.10OOCSCRUI戴维南等效电路如图3所示。三、Multisim仿真验证1、用Multisim绘制二端口实验电路图表1戴维南定理所用的元器件元器件所属库1直流电源DC_POWERSources/POWER_SOURCES2电阻Basic/RESISTOR3单刀单掷开关SPSTBasic/SWITCH4单刀双掷开关SPDTBasic/SWITCH5接地GROUNDSources/POWER_SOURCESR1220ΩR2680ΩR31.0kΩR4470ΩS1键=空格S2键=AU112VRL1.0kΩXMM1123564图4Multisim绘制的电路2、测试二端口网络的等效参数运行仿真，按空格键使S1向上，置零U1，双击万用表，选择欧姆档，测量二端口网络的等效电阻，如图5(a)所示。按空格键接入U1，更改万用表，分别选择直流电压和直流电流，测量二端口网络的开路电压和短路电流，如图5(b)和(c)所示。(a)测量等效电阻ROR1220ΩR2680ΩR31.0kΩR4470ΩS1键=空格S2键=AU112VRL1.0kΩXMM1123564(b)接入U1作用测量(c)测量开路电压UOC和短路电流ISC图5测量二端口网络的等效参数3、用参数扫描分析二端口网络的外特性(1)添加测量探针停止仿真，将万用表更改为直流电压测量状态，按“A”键，接入负载RL支路，并在电路中添加测量探针，双击测量探针，在其属性窗口的参数栏中设置测量参数为直流电流，在其显示栏中将标识改为“IL”，如图6所示。R1220ΩR2680ΩR31.0kΩR4470ΩS1键=空格S2键=AU112VRL1.0kΩXMM1123564ILI(dc):图6添加测量探针(2)参数扫描分析电路的外特性。由图6可见，测量二端网络的外特性就是测量U45和IL的关系。所以，在此选择“仿真”菜单下的“分析”/“参数扫描”，在分析参数栏设置扫描参数为“RL”，扫描范围为线性100Ω~1kΩ，步进100Ω，待分析量为“直流工作点”，并将扫描结果“在表格中显示”。在“输出”栏设置测量量为“IL”和表达式“V(4)-V(5)”。最后，单击仿真按钮，得到图7所示结果。图7参数扫描输出4、用Multisim绘制等效戴维南电路绘制等效戴维南电路如图8所示。5、对等效戴维南电路进行参数扫描分析，此处设置扫描参数为“RL2”，输出设置为“V(UL2_IL2)”和“I(UL2_IL2)”。得到的结果如图9所示。6、结论将图8与图9所示的结果整理成数据表格，如表2所示。绘制二者的伏安曲线，可以看到，两条伏安曲线完全重合，如图10所示。证明对于负载电阻来说，二端网络和戴维南电路是等效的。Ro458.251ΩRL21.0kΩUoc4.932V708UL2_IL2V(dc):I(dc):图8等效戴维南电路图9等效戴维南电路参数扫描输出表2数据表格整理二端网络等效电路URLIRLURL2IRL2VmAVmA0.8834398.834390.8834748.834741.498457.492261.498527.492581.951256.504151.951336.504442.298525.746312.298635.746572.573325.146632.573445.146882.796184.66032.796314.660522.980564.257942.98074.258143.135633.919533.135783.919733.267863.630963.268033.631143.381963.381963.382133.382131234246810端口电流IRL/(A)端口电压URL/(V)二端网络等效电路图10伏安特性曲线