电路仿真分析报告

电路仿真分析报告题目：电路仿真分析姓名：周XX学号：21306061108班级：13自动化（2）班专业：13自动化目录摘要：基本原理基本原理...................................................................................................11、一阶电路零状态响应仿真分析.........................................................................................11.1基本原理....................................................................................................................11.2建立电路图................................................................................................................11.3仿真结果分析及结论................................................................................................12、一阶电路全响应仿真分析.................................................................................................12.1基本原理....................................................................................................................12.2建立电路图................................................................................................................12.3仿真结果分析及结论................................................................................................23、二阶电路的零状态响应仿真分析.....................................................................................23.1基本原理....................................................................................................................23.2建立电路图................................................................................................................23.3仿真结果分析及结论................................................................................................24.仿真分析总结......................................................................................................................21摘要：基本原理基本原理1、一阶电路零状态响应仿真分析1.1基本原理基本原理，基本原理1.2建立电路图基本原理，基本原理1.3仿真结果分析及结论基本原理，基本原理2、一阶电路全响应仿真分析2.1基本原理基本原理，基本原理2.2建立电路图基本原理，基本原理22.3仿真结果分析及结论基本原理，基本原理3、二阶电路的零状态响应仿真分析3.1基本原理基本原理，基本原理3.2建立电路图基本原理，基本原理3.3仿真结果分析及结论基本原理，基本原理4.仿真分析总结31.一阶电路零状态响应仿真分析（习题7-4）1.1基本原理：当开关连接到导线1时，此时电源电压给电容充电；一段时间后，把开关转换接到导线3时，此时电源电压并不起作用，电容释放其储存的能量，向外电路施激励引起响应。因此，该过程为零状态。1.2建立电路图：1.3仿真结果分析及结果：（1）a.当u=10uf时，电容电压、电流参数曲线：4b.当u=100uf时，电容电压、电流参数曲线：c.当u=10mf时，电容电压、电流参数曲线：5分析及结论：由图a中的电容的电压、电流变化曲线，可知，当开关在导线1时，电源电压给电容充电，电容两端的电压就是电阻R2两端的电压（当电阻R4时），故其值不变；由于电容相当于短路，所以没有电流通过它，其值也不变；而一段时间后把开关接到导线3时，电源电压给断路了，被充上电的电容充当电源释放电能，所以其两端的电压减小，通过其的电流也减少。因为示波器不能直接测出电流，所以串联一个电阻，通过测串联后的电压曲线，由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线相同。通过比较图a,b,c中电压、电流曲线变化，可以总结出，电容越大，放电时电压、电流减小的越慢。（2）.当u=10uf一定时；6a.电压源为正弦波时，b.电压源为三角波时，7c.电压源为矩形波时，分析及结论：当开关与导线1相接时，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电容两端的电压、电流的变化曲线也不同；但开关连接到导线3时，其电压、电流都减小，但变化趋势有点区别。2.一阶电路零输入响应仿真分析（习题7-5）2.1．基本原理：当开关J1与导线2相连时，此时的电路中含有独立电源V1，电感L1对其具有阻碍作用且同时进行储存电能。当开关J1与导线1相连时，电路中无独立电源，此时电路的响应由储能元件电感L1产生8激励。因此，该过程为零输入。2.2.建立电路图：2.3仿真结果分析及结论：（1）.a.当L=1H时，9b.当L=100mH时，c.当L=10mF时，10分析及结论：由图a中的电感的电压、电流变化曲线，可知，当开关在导线2相连时，电感L1对其具有阻碍作用且同时进行储存电能，所以电压为0，而通过电感的电流就是通过电源的电流，所以恒定。而一段时间后把开关接到导线1时，电源电压给断路了，被充上电的电感充当电源释放电能，所以通过其的电流减少，其两端的电压瞬间变大，反向充电，再接着减小至0。因为示波器不能直接测出电流，所以串联一个电阻，通过测串联后的电压曲线，由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线的形状相同。通过比较图a,b,c中电压、电流曲线变化，可以总结出，电感越小，放电时电压、电流减小的越快；电感越大，其放电时电压、电流减小的越慢。（2）.当L=1H时a.电源为正弦波时，11b．当电源为三角波时，c．当电源为矩形波时，12分析及结论：当开关与导线2相接时，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电感两端的电压、电流的变化曲线也不同；但开关连接到导线1时，其电压都瞬变，反向充电，随后电压、电流都减小。3.一阶电路全响应仿真分析（习题7-6）3．1.基本原理:当开关J1打开的时，电路中存在独立电源V1，且独立电源对电容电感进行充电。开关闭合后，含电感、电容的左右两边各形成回路，而电源被含开关K1断路，所以形成的左回路中电感作为电源进行放电；右回路电容继续充电。所以，此过程为全响应。3.2．建立电路图：133.3.仿真结果分析及结论：（1）．当L=1H时，a.电容电压、电流变化曲线14电感电压、电流变化曲线：分析及结论：上图中a橘黄色的曲线是电容电压变换曲线，红色的曲线为电容电流变化曲线（因为示波器不能直接测出电流，所以串联一个电阻，通过测串联后的电压曲线，由I=U/R就可以推断出电流的变化曲线和电压变化曲线的形状相同），b中红色曲线为电压变化曲线，蓝色曲线为电流变化曲线，当开关J1打开的时，电路中存在独立电源V1，且独立电源对电容C1、电感L1进行充电，此时的电容相当于断路，其两端电压是R3两端电压减去R2两端电压为恒定值，电流为0,；电感两端的电流也为恒定值，电压为0；当开关闭合后，含电感L1、电容C1的左右两边各形成回路，而此时电源被含开关K1断路，所以形成15的左回路中电感作为电源进行放电；右回路电容也放电，随着电能的减少，电压、电流均减少。（2）.（a）.当L=1H，C=200mF时，电感：电容：16(b).当L=10mH，C=2mF时，电容：17分析及结论：由上面的几个图比较可知，电感大小不同，其充放电的快慢不同，但电容两端的电压都不变，而通过电容的电流在开关L1打开时，电流为0，当闭合时，电流瞬间发生改变，随后保持不变。（2）a.正弦波：电容：电感：18(2).b.三角波：电容:19电感：(3).c.矩形波：电感:20电容：分析及结论：当开关打开时，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电感、电容两端的电压、电流的变化曲线也呈现不同；当电源电压为正弦波时，电容电压一直为0，而电容电流先是增大，但当开关闭合时就瞬间减小至0。通过电感的电流在开关打开时，其变化和电源电压一样呈正弦波形变化，在开关闭合时慢慢减小至0；当电源电压为三角波时，电容电压一直保持不变，而电容电流先是增大，但当开关闭合时就瞬间增大接着保持不变。通过电感的电流在开关打开时，其变化和电源电压一样呈三角波形变化，在开关闭合时先减小的快再慢慢减小至0；当电源电压为矩形波时，电感电压逐渐减小至0保持不变，电流和电压的变化曲线基本相21同，但其最后是保持一个不为0的值，开关闭合时，电压瞬间变化，而电流随着时间的推移逐渐减小至0；电容电压一直保持不变，电流逐渐减小至一个定值后保持不变，开关闭合时，电压、电流瞬间改变后保持不变。四．二阶电路的零状态响应仿真（分析习题7-8）一．基本原理：当开关J1与导线1相连接时，电源电压给电感提供电压，电感充电，当开关接到导线3时，电感释放电能。二．建立电路图：三．仿真结果分析及结论：22（1）.a.当L=3H时，电感：b.当L=0.3H时，电感：23c.当L=0.03H时，电感：分析及结论：由图a（b\c）可知，开关与导线3相连时，其电压保持不变，而电流为0，当开关接到导线1时，电压瞬间变大紧接着马上慢慢减小至某一值时保持不变，而电流时一直慢慢增大至某一值时保持不变。由上面三个图像可知，三个图像中的曲线变化规律是相同的，但唯一不同的就是在将开关与导线1相连时，随着电感的大小减小，电压、电流减小的越快，越快到达稳定值。（2）a．电源为正弦波时，24b.电源为三角波时，c．电源为矩形波时，25分析及结论：当开关与导线3相连后再与导线1相连，电源分别为正弦波、三角波、矩形波，因为它们都是呈周期性变化，变化的规律不同，所以电感两端的电压、电流的变化也呈现不同曲线；当电源电压为正弦波时，通过电感的电流为0，在开关与导线1相连时，迅速增大一段时间后接着慢慢的增大，在慢慢减小，其电压迅速减小一段时间后接着慢慢的减小；当电源电压为三角波时，在开关与导线1相连时，电压方向迅速增大后再迅速减小接着慢慢的减小至稳定值。电流方向迅速增大后再慢慢减小；当电源电压为矩形波时，在开关与导线1相连时，电压迅速增大后再迅速减小接着慢慢的减小至稳定值。电流迅速增大后再慢慢慢慢增大至稳定值。