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1、实验一实验一 直流电路直流电路 （矩阵的基本运算）（矩阵的基本运算） 1、节点分析、节点分析 示例一 电路如图所示，求节点电压 V1、V2 和 V3。 MATLAB 求解： Y = 0.15 -0.1 -0.05; -0.1 0.145 -0.025; -0.05 -0.025 0.075 ; I = 5; 0; 2 ; fprintf(V1,V2V3:n) v = inv(Y)*I 仿真结果： 节点 V1,V2 和 V3: v = 404.2857 350.0000 412.8571 2、回路分析、回路分析 示例二 使用解析分析得到通过电阻 RB的电流。另外，求 10V 电压源提供的功率。
2、MATLAB 求解： 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 bupplied by 10V source is %8.4f watts n,PS) 仿真结果： 2/19 the current through R is0.037Amps the power bupplied by 10V source is4
3、.7531 watts 三、实验内容三、实验内容： 1、电阻电路的计算 如图，已知：R1=2，R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2. (1) 如 Us=10V,求 i3,u4,u7; (2) 如 U4=4V,求 Us,i3,i7. （1） Z = 20 -12 0; -12 32 -12; 0 -12 18; V = 10 0 0; I = inv(Z)*V; i3 = I(1)-I(2); u4 = 8*I(2); u7 = 2*I(3); fprintf(i3=%f n,i3) fprintf(u4=%f n,u4) fprintf(u7=%f n,u7) 仿真结
4、果： i3=0.357143 u4=2.857143 u7=0.476190 （2） Z = 0 8 0; -12 32 -12; 0 -12 18; V = 4 0 0; I = inv(Z)*V; Us = 20*I(1)-12*I(2); i3 = I(1)-I(2); i7 = I(3); fprintf(Us=%fn,Us) fprintf(i3=%fn,i3) fprintf(i7=%fn,i7) 仿真结果： Us=14.000000 i3=0.500000 i7=0.333333 3/19 2、求解电路里的电压，例如、求解电路里的电压，例如 V1,V2,V5. Y = 1 -1
5、2 -2 0; 0 5 -13 8 0; 2 0 4 -11 0; 176 -5 5 -196 0; 0 0 0 0 1; I = 0 -200 -120 0 24; V = inv(Y)*I; fprintf(V1=%fVnV2=%fVnV3=%fVnV4=%fVnV5=%fVn,V(1),V(2), V(3),V(4),V(5) 仿真结果： V1=117.479167V V2=299.770833V V3=193.937500V V4=102.791667V V5=24.000000V 3、如图，已知、如图，已知 R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数控制常数 k1=0.5,k2=4,i
6、s=2,求求 i1 和和 i2. Z = 1 0 0 0; -4 16 -8 -4; 0 0 1 0.5; 0 -8 4 6; V = 2 0 0 0; I = inv(Z)*V; i1 = I(2)-I(3); i2 = I(4); fprintf(i1=%f Vni2=%f Vn,i1,i2) 仿真结果： i1=1.000000 V i2=1.000000 V 实验二实验二 直流电路（直流电路（2 2） （基本二维图形的绘制）（基本二维图形的绘制） 二、实验示例二、实验示例 1、戴维南定理、戴维南定理 如图所示电路，已知如图所示电路，已知R1=4，R2=2，R3=4，R4=8;is1=2A
7、,is2=0.5A。 （1）负载负载RL为何只是能获得最大功率？为何只是能获得最大功率？（2）研究研究RL在在010范围内变化时范围内变化时，其吸收其吸收 功率的情况。功率的情况。 4/19 MATLAB仿真： clear,format compact R1=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/R4;a22=1/R1+1/R2+1/R3;a23=-1/R4; a31=-1/R4;a32=-1/R3;a33=1/R3+1/R4; A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a
8、31,a32,a33; B=1,1,0;0,0,0;0,-1,1; X1=AB*is1;is2;0;uoc=X1(3) X2=AB*0;0;1;Req=X2(3) RL=Req;P=uoc2*RL/(Req+RL)2 RL=0:10,p=(RL*uoc./(Req+RL).*uoc./(Req+RL), figure(1),plot(RL,p),grid for k=1:21 ia(k)=(k-1)*0.1; X=AB*is1;is2;ia(k); u(k)=X(3);end figure(2),plot(ia,u,x),grid c=polyfit(ia,u,1); 仿真结果： uoc =
9、2.3333 Req = 3.6667 P = 0.3712 RL = 012345678910 p = Columns 1 through 7 00.25000.33910.36750.37050.36240.3496 Columns 8 through 11 0.33500.32000.30540.2915 三、实验内容三、实验内容 1、在图、在图2-3，当，当RL从从0改变到改变到50K，绘制负载功率损耗。检验当，绘制负载功率损耗。检验当RL=10K的最大功的最大功 率损耗。率损耗。 R=10;U=10; 5/19 RL=10;P=U2*(RL*1000)/(R+RL)*1000)2 R
10、L=0:50;p=(RL*1000*U./(R+RL)*1000).*U./(R+RL)*1000) figure(1),plot(RL,p),grid 程序运行结果： P = 0.0025 p = Columns 1 through 7 00.00080.00140.00180.00200.00220.0023 Columns 8 through 14 0.00240.00250.00250.00250.00250.00250.0025 Columns 15 through 21 0.00240.00240.00240.00230.00230.00230.0022 Columns 22 th
11、rough 28 0.00220.00210.00210.00210.00200.00200.0020 Columns 29 through 35 0.00190.00190.00190.00180.00180.00180.0018 Columns 36 through 42 0.00170.00170.00170.00160.00160.00160.0016 Columns 43 through 49 0.00160.00150.00150.00150.00150.00140.0014 Columns 50 through 51 0.00140.0014 2、在如图所示电路中，当、在如图所示
12、电路中，当R1取取0,2,4,6,10,18,24,42,90和和186时，求时，求RL的电压的电压UL，电，电 流流IL和和RL消耗的功率。消耗的功率。 A=3/4 -1/2 0; 1/2 -33/24 5/6; 0 1 -1; I=15 0 0; U=inv(A)*I; us=U(3); R=6; Z=0 2 4 6 10 18 24 42 90 186; RL=Z(1,:), i=us./(R+RL) u=us.*RL./(R+RL) p=(RL.*us./(R+RL).*us./(R+RL) figure(1),plot(RL,i),grid figure(2),plot(RL,u),
13、grid figure(3),plot(RL,p),grid 仿真结果： 6/19 RL = 02461018244290186 i = Columns 1 through 7 8.00006.00004.80004.00003.00002.00001.6000 Columns 8 through 10 1.00000.50000.2500 u = Columns 1 through 7 012.000019.200024.000030.000036.000038.4000 Columns 8 through 10 42.000045.000046.5000 p = Columns 1 thr
14、ough 7 072.000092.160096.000090.000072.000061.4400 Columns 8 through 10 42.000022.500011.6250 实验三实验三 正弦稳态正弦稳态 二、实验示例二、实验示例 1、如图所示电路，已知、如图所示电路，已知 R=5，wL=3，1/wC=2，uc=10 03030V V，求，求 IrIr，IcIc，I I 和和 UL,UsUL,Us。并画出其向量图。并画出其向量图。 Matlab 程序： Z1=3j;Z2=5;Z3=-2j;Uc=10*exp(30j*pi/180); Z23=Z2*Z3/(Z2+Z3);Z=Z1+
15、Z23; Ic=Uc/Z3,Ir=Uc/Z2,I=Ic+Ir,U1=I*Z1,Us=I*Z; disp(UcIrIcIu1Us) disp(),disp(abs(Uc,Ir,Ic,I,U1,Us) disp(),disp(angle(Uc,Ir,Ic,I,U1,Us)*180/pi) ha=compass(Uc,Ir,Ic,I,Us,Uc); set(ha,linewidth,3) 仿真结果： Ic = -2.5000 + 4.3301i Ir = 1.7321 + 1.0000i I = -0.7679 + 5.3301i U1 = 7/19 -15.9904 - 2.3038i UcIrI
16、cIu1Us 幅值 10.00002.00005.00005.385216.15557.8102 相角 30.000030.0000120.000098.1986 -171.8014159.8056 2 2、 如图所示电路如图所示电路， 已知已知 C1=0.5F,R2=R3=2C1=0.5F,R2=R3=2， L4=1H;Us(t)=10+10cost,Is(t)=5+5cos2t,L4=1H;Us(t)=10+10cost,Is(t)=5+5cos2t, 求求 b b，d d 两点时间的电压两点时间的电压 U U（t t） 。 MATLAB 仿真： clear,format compact w=eps,1,2;U
