第 1 章 用 Multisim 设计电路实验 1 第1章 用用 Multisim 设计电路实验设计电路实验 Multisim 电路仿真器是一个完整的系统设计工具，不仅可以作为专业软件真实地仿 真、 分析电路的工作， 也可以在电子实验课中作为虚拟实验平台对电路进行测试电路仿真器是一个完整的系统设计工具，不仅可以作为专业软件真实地仿 真、 分析电路的工作， 也可以在电子实验课中作为虚拟实验平台对电路进行测试 Multisim 提供了众多仿真分析方法、测试仪表和大量的元器件模型，为电路分析、模拟电路和数字 电路的分析设计带来了极大的方便与提供了众多仿真分析方法、测试仪表和大量的元器件模型，为电路分析、模拟电路和数字 电路的分析设计带来了极大的方便与 EWB 以前版本比，以前版本比，Multisim 在编辑电路原理图， 设置仿真参数等，都有新的方法和要求下面用在编辑电路原理图， 设置仿真参数等，都有新的方法和要求下面用 Multisim 设计一些电路实验设计一些电路实验 1.1 基本电路的分析与测试基本电路的分析与测试 1.1.1 欧姆定律的验证欧姆定律的验证 一、实验目的一、实验目的 验证欧姆定律的正确性。
验证欧姆定律的正确性 二、实验准备二、实验准备 欧姆定律的表达式为：欧姆定律的表达式为： IRUs= 也可表示为：也可表示为： RUIs= 当当R不变、变化时，不变、变化时，sUI与成正比；当不变、与成正比；当不变、sUsUR变化时，变化时，ＩＩ与与R成反比 以下面电路进行分析：以下面电路进行分析： EDA 技术与电子工程设计 2 图图 1-1-1 欧姆定律电路欧姆定律电路 三、实验步骤三、实验步骤 1. 编辑图编辑图 2.1-1 电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻 和电压表、电流表其中电位器、电阻选用虚拟元件注：放置元件和电压、电流表时， 可调整摆放位置，选择此元器件或仪表，点击右键，选择使用左右、上下、顺旋转电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻 和电压表、电流表其中电位器、电阻选用虚拟元件注：放置元件和电压、电流表时， 可调整摆放位置，选择此元器件或仪表，点击右键，选择使用左右、上下、顺旋转 90 度 或逆旋转度 或逆旋转 90 度功能标注性文字度功能标注性文字 1、、2 用用 Place 菜单中的（或点击鼠标右键）菜单中的（或点击鼠标右键）Place Text 命令完成。
然后按电路图的形式连接起来命令完成然后按电路图的形式连接起来 元器件参数设置如下：开关元器件参数设置如下：开关 J1 键值为键值为 Space 键，电位器键，电位器 R1 设为设为 10ΩΩ的变阻器，对 电压源的变阻器，对 电压源 V1 进行分压处理，变阻键选择字母进行分压处理，变阻键选择字母 A，在仿真时，按，在仿真时，按 A 键，变阻器的阻值随着一 旁的百分比改变而减少，按键，变阻器的阻值随着一 旁的百分比改变而减少，按 Shift+A 键，则阻值随着百分比改变而增大电位器键，则阻值随着百分比改变而增大电位器 R2 设为设为 100ΩΩ的变阻器，用来改变电路的电阻值，变阻键选择字母的变阻器，用来改变电路的电阻值，变阻键选择字母 B确定电流表、电压表属性 中确定电流表、电压表属性 中 Mode 为为 DC 2. 如图如图 1-1-1 连接线路连接线路 3. 进行仿真，设定进行仿真，设定 R2＝＝0，，R3＝＝10ΩΩ，设，设 R＝＝R2＋＋R3，将开关拨向，将开关拨向 1，按，按 A 键， 将电源电压设置为表键， 将电源电压设置为表 2.1-1 第一列所示的各个值，并激活电路，将测试到的电压和电流的 结果填入表第一列所示的各个值，并激活电路，将测试到的电压和电流的 结果填入表 2.1-1 第二列中。
设定第二列中设定 V1＝＝10ＶＶ，将开关拨向，将开关拨向 2,按按 B 键，并依次将电阻键，并依次将电阻 R 设 定为表设 定为表 2.1-2 第一列中的各个值，并激活电路，将测到的电流值填入表第一列中的各个值，并激活电路，将测到的电流值填入表 1-1-2 第二列中第二列中 V2 (V) I(mA) 8.481 8.481 848 848 7.149 7.149 175 175 6.068 6.068 607 607 5.157 5.157 516 516 3.641 3.641 364 364 RΩΩ) I(mA) 20 20 500 500 30 30 333 333 50 50 200 200 65 65 154 154 80 80 125 125 表 1-1-1表 1-1-1 R=10Ω R=10Ω时的测试结果 表 1-1-2 V1时的测试结果 表 1-1-2 V1＝10Ｖ＝10Ｖ时的测试结果 时的测试结果 第 1 章 用 Multisim 设计电路实验 3 将表将表 1-1-1 的值在的值在 I－－U 平面上画出各点，连接点并画出曲线，则其斜率即为电阻值。
将表平面上画出各点，连接点并画出曲线，则其斜率即为电阻值 将表 1-1-2 的值在的值在 R－－I 平面上画出各点， 并画出曲线， 由曲线可发现电流与电阻的反比关 系平面上画出各点， 并画出曲线， 由曲线可发现电流与电阻的反比关 系 【注】 ：在测量时，采用虚拟电压表和电流表，其内阻分别为非常大和非常小，测量 时可不考虑其内阻的影响，但在实际中，需考虑其内阻的影响，测量时需注意电流表内接 和外接注】 ：在测量时，采用虚拟电压表和电流表，其内阻分别为非常大和非常小，测量 时可不考虑其内阻的影响，但在实际中，需考虑其内阻的影响，测量时需注意电流表内接 和外接 1.1.2 基尔霍夫定律的验证基尔霍夫定律的验证 一、实验目的一、实验目的 验证基尔霍夫定律的正确性验证基尔霍夫定律的正确性 二、实验准备二、实验准备 基尔霍夫定律表明，在任一时刻，电路中的任一节点上，流入（或流出）该节点的所 有电流之和为零电路中任一回路上电压降（或电压升）之和为零基尔霍夫定律表明，在任一时刻，电路中的任一节点上，流入（或流出）该节点的所 有电流之和为零电路中任一回路上电压降（或电压升）之和为零 以下面电路进行分析以下面电路进行分析 Us 10VR130ohmR2 20ohmR3 40ohmIs1A0.538A+-16.154V+--6.154V+-U2V1V2A1A2A30.308A +-0.154A +-046278图图 1-1-2 基尔霍夫定律电路图基尔霍夫定律电路图 EDA 技术与电子工程设计 4 三、实验步骤三、实验步骤 1. 编辑图编辑图 1-1-2 电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻 和电压表、 电流表。
启动电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻 和电压表、 电流表 启动 Options 菜单中的菜单中的 Preference…命令， 在命令， 在 Circuit 标签中选中标签中选中 show node names 项，显示出节点项，显示出节点 2. 如图如图 1-1-2 连接线路连接线路 3. 打开仿真进行测试，将测试得到的电压和电流结果填入表打开仿真进行测试，将测试得到的电压和电流结果填入表 1-1-3 中 改变各元件参数及电压源和电流源参数分别为（改变各元件参数及电压源和电流源参数分别为（a））R1=30、、R2=20、、R3=40、、US=10V、、 IS=1A （b））R1=30、、R2=20、、R3=40、、US=15V、、IS=3A，，（（c））R1=30、、R2=20、、R3=40、、US=20V、、 IS=3A再激活电路将测到的电流值、电压值填入表再激活电路将测到的电流值、电压值填入表 2.1-3 中 表 1-1-3 基尔霍夫定律数据表 表 1-1-3 基尔霍夫定律数据表 V V1 1(V) (V) V V2 2(V) (V) U Us s(V) (V) V V1 1+V+V2 2+U+Us sA A1 1(A)(A)A A2 2(A) (A) A A3 3(A) (A) I Is s(A) (A) A A1 1+A+A2 2+A+A3 3+I+Is s16.154 16.154 -6.154-6.154-10 -10 0 0 0.5380.5380.3080.3080.1540.154－1 －1 0 0 38.076 38.076 -23.076-23.076-15 -15 0 0 1.2691.2691.1541.1540.5770.577－3 －3 0 0 41.538 41.538 -21.538-21.538-20 -20 0 0 1.3851.3851.0771.0770.5380.538－3 －3 0 0 将表中的电压值将表中的电压值V V1 1，V，V2 2，U，Us s相加，结果填入表中，电流值相加，结果填入表中，电流值I I1 1，I，I2 2，I，I3 3，I，Is s相加，结果填入 表中，则由表中结果可证明基尔霍夫定律的正确性。
相加，结果填入 表中，则由表中结果可证明基尔霍夫定律的正确性 【注】 ：各个电流表的读数均以流出节点 2 的方向为正，电压表读数以回路顺时针方 向为正 【注】 ：各个电流表的读数均以流出节点 2 的方向为正，电压表读数以回路顺时针方 向为正 1.1.3 戴维南和诺顿等效电路戴维南和诺顿等效电路 一、实验目的一、实验目的 求单口网络的戴维南及诺顿等效电路求单口网络的戴维南及诺顿等效电路 二、实验准备二、实验准备 对一个单口网络如果求得开路电压， 再求得等效电阻， 则此电路可用戴维南电路代替对一个单口网络如果求得开路电压， 再求得等效电阻， 则此电路可用戴维南电路代替 对一个单口网络如果求得短路电流，再求得等效电阻，则此电路可用诺顿电路代替对一个单口网络如果求得短路电流，再求得等效电阻，则此电路可用诺顿电路代替 第 1 章 用 Multisim 设计电路实验 5 以下面图以下面图 1-1-3 示示 a、、b 端口内的电路进行分析端口内的电路进行分析 I1 5AR4 10ohmV1 10VR515ohmabR1 10ohmR2 12ohmR320ohm图图 1-1-3 求解戴维南和诺顿等效电路 求解戴维南和诺顿等效电路 三、实验步骤三、实验步骤 1. 编辑图编辑图 2.1-3 电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻 和电压表、电流表。
电路：分别从电源库、元件库和指示部件库中调用所需电源、电阻 和电压表、电流表 2. 如图如图 2.1-4 将电压表接至将电压表接至 a，，b 两端，确定电压表属性中两端，确定电压表属性中 Mode 为为 DC打开仿真， 记下电压表数据为打开仿真， 记下电压表数据为 21.904V I1 5AR4 10ohmV1 10VR515ohmabR1 10ohmR2 12ohmR320ohm21.904V+-图图 1-1-4 测端口电压图 测端口电压图 3. 如图如图 2.1-5 将电流表接至将电流表接至 a，，b 两端，确定电流表属性中两端，确定电流表属性中 Mode 为为 DC打开仿真， 记下电流表数据为打开仿真， 记下电流表数据为 0.968A EDA 技术与电子工程设计 6 I1 5AR4 10ohmV1 10VR515ohmabR1 10ohmR2 12ohmR320ohm0.968 A+-图图 1-1-5 测端口电流图 测端口电流图 该电路的等效电阻为该电路的等效电阻为 R＝＝21.904/0.968Ω＝Ω＝22.6Ω 戴维南和诺顿等效电路如图 1-戴维南和诺顿等效电路如图 1-1-6(a)、、(b)所示。
所示 V1 21.904VR122.6ohma。