ZW 主编 第1章 Multisim 10概述第2章 Multisim 10的元器件库与虚拟元器件第3章 元器件创建与元器件库管理第4章 Multisim 10虚拟仪器仪表的使用第5章 电路原理图的设计第6章 电路仿真分析第7章 仿真分析结果显示与后处理第8章 电工基础仿真实验第9章 模拟电子技术仿真实验第10章 数字电子技术仿真实验 附 录 第8章 电工基础仿真实验8.1 欧姆定律仿真实验8.2 基尔霍夫电压定律仿真实验8.3 基尔霍夫电流定律仿真实验8.4 直流电路的电功率仿真实验8.5 节点电压分析法仿真分析8.6 网孔电流分析法仿真实验8.7 叠加定理仿真实验8.8 戴维南定理仿真实验8.9 RC一阶动态电路仿真实验8.10 RLC二阶动态电路仿真实验8.11 感抗仿真实验 第8章 电工基础仿真实验8.12 容抗仿真实验8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验8.15 交流电路基尔霍夫电压定律仿真实验8.16 交流电路基尔霍夫电流定律仿真实验8.17 三相交流电路仿真实验8.18 三相电路功率测量仿真实验 8.1 欧姆定律仿真实验1.仿真实验目的1)学习使用万用表测量电阻。
2)验证欧姆定律2.元器件选取1)电源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取直流电源,设置电源电压为12V2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取R1=10Ω,R2=20Ω4)数字万用表：从虚拟仪器工具栏调取XMM15)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档 8.1 欧姆定律仿真实验3.仿真实验电路图8-1 数字万用表测量电阻阻值的仿真实验电路及数字万用表面板 8.1 欧姆定律仿真实验4.电路原理简述5.仿真分析(1)测量电阻阻值的仿真分析1)搭建图8-1a所示的用数字万用表测量电阻阻值的仿真实验电路，数字万用表按图设置2)单击仿真开关，激活电路，记录数字万用表显示的读数3)将两次测量的读数与所选电阻的标称值进行比较，验证仿真结果2)欧姆定律电路的仿真分析1)搭建图8-2a所示的欧姆定律仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，数字万用表和电流表均出现读数，记录电阻R1两端的电压值U和流过R的电流值I。
8.1 欧姆定律仿真实验3)根据电压测量值U、电流测量值I及电阻测量值R验证欧姆定律4)改变电源V1的电压数值分别为2V、4V、6V、8V、10V、14V，读取U和I的数值，填入表8-1，根据记录数值验证欧姆定律，画出U(I)特性曲线表8-1 记录U和I的数值6.思考题1)当电压一定时，如果电阻阻值增加，流过电阻的电流将如何变化? 8.1 欧姆定律仿真实验2)根据所作的U(I)特性曲线，说明相应的电阻是非线性电阻还是线性电阻? 8.2 基尔霍夫电压定律仿真实验1.仿真实验目的1)验证基尔霍夫电压定律2)根据电路的电流和电压确定串联电阻电路的等效电阻2.元器件选取1)电源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取直流电源，设置电源电压为12V2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1kΩ、3kΩ和6kΩ的电阻 8.2 基尔霍夫电压定律仿真实验图8-3 串联等效电阻仿真电路及数字万用表面板4)数字万用表：从虚拟仪器工具栏调取XMM1 8.2 基尔霍夫电压定律仿真实验5)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档。
6)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档3.仿真实验电路图8-ဌ 4 基尔霍夫电压定律仿真电路 8.2 基尔霍夫电压定律仿真实验4.电路原理简述1)两个或两个以上的元件首尾依次连接在一起称为串联，串联电路中流过每个元件的电流相等2)基尔霍夫电压定律指出，在电路中环绕任意闭合路径一周，所有电压降的代数和必须等于所有电压升的代数和5.仿真分析(1)电阻串联仿真电路1)搭建图8-3a所示的串联等效电阻仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，数字万用表会显示测量到的电阻串联的等效电阻值，记录测量值，并与计算值比较2)基尔霍夫电压定律仿真电路1)搭建图8-ဌ 4所示的基尔霍夫电压定律仿真电路 8.2 基尔霍夫电压定律仿真实验2)单击仿真开关，激活电路，记录电流表显示数据I12、I34、I56和电压表显示数据U23、U45、U603)利用测量的数据，验证基尔霍夫电压定律6.思考题1)试将等效电阻R的计算值和测量值进行比较，情况如何？2)电源电压U1与U23+U45+U60有什么关系？哪些是电压降，哪些是电压升？ 8.3 基尔霍夫电流定律仿真实验1.仿真实验目的1)测量并联电阻电路的等效电阻并比较测量值和计算值。
2)测量并联电阻支路电流，验证基尔霍夫电流定律2.元器件选取1)电源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取直流电源并设置电源电压为12V2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1kΩ、2kΩ和4kΩ的电阻4)数字万用表：从虚拟仪器工具栏调取XMM1 8.3 基尔霍夫电流定律仿真实验图8-5 并联等效电阻仿真电路及数字万用表面板5)电流表：Place Indicators→AMMETER， 8.3 基尔霍夫电流定律仿真实验选取电流表并设置为直流档6)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档3.仿真电路图8-ဌ 6 基尔霍夫电流定律仿真电路4.电路原理简述 8.3 基尔霍夫电流定律仿真实验5.仿真分析(1)电阻并联仿真电路1)搭建图8-5a所示的并联等效电阻仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，用数字万用表欧姆档测量并联电路的等效电阻R3)将测得的等效电阻值与公式计算得到的等效电阻值相比较2)基尔霍夫电流定律仿真电路1)搭建图8-ဌ 6所示的基尔霍夫电流定律仿真电路。
2)单击仿真开关，激活电路，记录电流表显示数据I12、I30、I40、I503)利用测量的数据，验证基尔霍夫电流定律6.思考题 8.3 基尔霍夫电流定律仿真实验1)并联电阻的测量值与计算值比较情况如何?2)比较电压测量值U30、U40和U50，情况如何?由此可得到什么结论？3)电流I12与电流I30、I40、I50之和有什么关系?应用这个结果能证实基尔霍夫电流定律的正确性吗? 8.4 直流电路的电功率仿真实验1.仿真实验目的1)研究功率与电压电流之间的关系2)根据电流和电压计算灯泡的损耗功率3)研究负载电阻的大小与获得最大输出功率的关系2.元器件选取1)电源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取直流电源并设置电压为12V2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1Ω和1kΩ的电阻4)功率表：从虚拟仪器工具栏调取XWM1和XWM2 8.4 直流电路的电功率仿真实验5)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档。
6)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档7)灯泡：Place Indicators→LAMP，选取12V、25W的灯泡3.仿真电路图8-7 测量灯泡损耗功率的仿真电路及功率表面板图 8.4 直流电路的电功率仿真实验图8-ဌ 8 负载电阻获得最大传输功率仿真电路及功率表面板图4.电路原理简述5.仿真分析(1)测量灯泡的损耗功率仿真电路 8.4 直流电路的电功率仿真实验1)搭建图8-7a所示的测量灯泡损耗功率的仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，测量并记录灯泡两端的电压U和流过的电流I3)将光标移动到功率表图标上双击鼠标左键，打开功率表面板，读取并记录功率表的读数4)根据步骤2)测量的电压U和电流I，计算灯泡的损耗功率P0，并与步骤3)读取的功率表读数进行比较2)负载电阻获得最大传输功率仿真电路1)搭建图8-ဌ 8a所示的负载电阻获得最大传输功率仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，观察记录XWM1和XWM2显示的读数 8.4 直流电路的电功率仿真实验表8-2 不同负载实验记录3)以负载电阻R2为横坐标、负载功率PO为纵坐标画出负载功率曲线图，并在曲线上标出最大功率点和相应的R2值。
4)以负载电阻R2为横坐标、效率η为纵坐标画出效率变化曲线图，并在曲线上标出最高效率点和相应的R2值6.思考题1)灯泡损耗功率的计算值等于灯泡功率的额定值吗?2)当负载电阻R2增大时，负载电压U和负载电流I发生什么变化? 8.4 直流电路的电功率仿真实验3)为了获得从电源到负载的最大传输功率，需要多大的负载电阻R2?负载电阻R2与电源内阻R1之间有什么关系?4)需要多大的负载电阻R2才能得到最高功率传输效率?与获得最大输出功率的电阻值相同吗? 8.5 节点电压分析法仿真分析1.仿真实验目的1)掌握求解三节点电路的节点电压方法2)将节点电压分析法列方程求解结果与仿真测量结果进行比较2.元器件选取1)电流源：Place Source→SIGNAL_CURRUNT→DC_CURRUN,选取电流源并根据电路设置电流值2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电阻值4)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档 8.5 节点电压分析法仿真分析5)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档。
3.仿真电路图8-9 节点电压分析法仿真电路4.电路计算5.仿真分析1)搭建图8-9所示的节点电压分析法仿真电路 8.5 节点电压分析法仿真分析2)单击仿真开关，激活电路，读取电压表和电流表的显示数值，记录在表8-3中，并比较计算值与测量值，验证节点电压分析法表8-3 节点电压分析法仿真数据6.思考题1)比较节点电压U10的仿真测量值与计算值，情况如何?2)比较节点电压U20的仿真测量值与计算值，情况如何? 8.6 网孔电流分析法仿真实验1.仿真实验目的1)学会用网孔电流分析法求解支路电流2)掌握网孔电流仿真实验方法，并比较测量值与计算值2.元器件选取1)电源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电压源并根据电路设置电压2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电阻值4)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为直流档 8.6 网孔电流分析法仿真实验3.仿真电路图8-10 网孔电流分析法仿真电路4.电路计算5.仿真分析1)搭建图8-10所示的网孔电流分析法仿真电路。
8.6 网孔电流分析法仿真实验2)单击仿真开关，激活电路，将电流表显示数值记录在表8-ဌ 4中，并比较计算值与测量值，验证网孔电流分析法表8-ဌ 4 网孔电流分析法仿真数据6.思考题1)比较支路电流值I1、I2和I3的测量值与计算值，情况如何?2)说明网孔电流与支路电流的区别 8.7 叠加定理仿真实验1.仿真实验目的1)学会用叠加定理求解电路中某电阻两端的电压2)掌握叠加定理仿真实验方法，并比较测量值与计算值2.元器件选取1)电源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电源并根据电路设置电压图8-11 叠加定理仿真电路 8.7 叠加定理仿真实验2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电阻值4)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为直流档3.仿真电路4.电路计算5.仿真分析1)搭建图8-11所示的叠加定理仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，将电压表显示数值记录在表8-5中，并比较计算值与测量值，验证叠加定理。
8.7 叠加定理仿真实验表8-5 叠加定理仿真数据6.思考题1)比较电阻R2两端的电压降UR2计算值与仿真值，情况如何?2)说明叠加定理的应用 8.8 戴维南定理仿真实验1.仿真实验目的1)学会用戴维南定理求解电路2)掌握戴维南定理仿真实验方法，并比较测量值与计算值2.元器件选取1)电压源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电压源并根据电路设置电压2)电流源V1：Place Source→SIGNAL_CURRUNT→DC_CURRUN,选取电流源并根据电路设置电流值3)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地4)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电阻值 8.8 戴维南定理仿真实验5)数字万用表：从虚拟仪器工具栏调取XMM13.仿真电路图8-12 戴维南定理仿真电路 8.8 戴维南定理仿真实验4.戴维南定理与电路计算5.仿真分析1)搭建图8-12b所示的测量电流的仿真电路，单击仿真开关，激活电路，测量流过R上的电流，并将测量数据填入表8-62)搭建图8-12c所示的测量开路电压的仿真电路，R两端开路。
3)搭建图8-12d所示的测量短路电流仿真电路，单击仿真开关，激活电路，测量短路电流ISC，填入表8-ဌ 6表8-ဌ 6 戴维南定理仿真数据6.思考题1)根据UOC和ISC的测量值，计算戴维南电路等效电阻2)画出图8-12所示电路的戴维南等效电路 8.9 RC一阶动态电路仿真实验1.仿真实验目的1)研究RC电路充放电时电容两端电压的变化规律2)研究一阶RC电路全响应时电容两端电压的变化规律3)测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值2.元器件选取1)电压源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电压源并设置电压为10V2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻值为10kΩ的电阻4)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为1μF的电容5)函数发生器：从虚拟仪器工具栏调取XFG1 8.9 RC一阶动态电路仿真实验6)示波器：从虚拟仪器工具栏调取XSC13.仿真电路图8-13 RC电路的电容充电仿真电路 8.9 RC一阶动态电路仿真实验图8-14 一阶RC全响应仿真电路4.仿真分析 8.9 RC一阶动态电路仿真实验(1)RC电路的电容充电(零状态响应)仿真电路1)搭建图8-13所示的RC电路的电容充电仿真电路。
2)执行Simulate\\Analysis\\Transient Analysis命令，即可打开图8-15所示的Transient Analysis对话框图8-15 Transient Analysis对话框 8.9 RC一阶动态电路仿真实验3)单击仿真按钮，即可得到RC电路零状态响应曲线，如图8-16所示2)RC电路的电容放电(零输入响应)仿真电路1)按一下图8-13中开关S1的控制键A，活动刀片与下端闭合，形成RC电路的电容放电仿真电路，如图8-17所示图8-16 零状态响应曲线 8.9 RC一阶动态电路仿真实验图8-17 RC电路的电容放电仿真电路2)双击图8-17中电容符号， 8.9 RC一阶动态电路仿真实验可打开图8-18所示的电容参数设置对话框，单击Value选项卡，勾选Initial conditions(初始条件)复选框，设置电容的初始电压为10V图8-18 电容器参数设置对话框 8.9 RC一阶动态电路仿真实验图8-19 零输入响应曲线3)单击仿真按钮，即可得到RC电路零输入响应曲线， 8.9 RC一阶动态电路仿真实验如图8-19所示3)一阶RC全响应仿真电路1)搭建图8-14a所示的一阶RC全响应仿真电路。
2)双击图8-14a中函数发生器XFG1的图标，在打开的函数发生器面板参数设置中，选择方波信号，设置频率为50Hz，占空比为50%，幅值为10V3)打开仿真开关，双击示波器XSC1图标，打开其面板，即可看到输入的方波信号和一阶RC电路的全响应波形，如图8-20所示图8-20 输入方波和输出电容电压全响应波形 8.9 RC一阶动态电路仿真实验5.思考题1)在图8-13中，当充满电后电容两端的电压U有多大？与电源电压比较，情况如何？2)在图8-16中，比较时间常数τ的测量值与计算值，情况如何？ 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验1.仿真实验目的1)研究RLC二阶动态电路欠阻尼情况下电容两端电压的变化规律2)研究RLC二阶动态电路过阻尼情况下电容两端电压的变化规律3)研究RLC二阶动态电路临界阻尼情况下电容两端电压的变化规律2.元器件选取1)电压源：Place Source→POWER_SOURCES→DC_POWER,选取电压源并设置电压为6V2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻值为100Ω、10kΩ、2kΩ的电阻。
4)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为100nF的电容5)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为100mH的电感6)开关：Place Elector_Mechanical→LIMIT_NO，选取开关7)示波器：从虚拟仪器工具栏调取XSC1图8-21 RLC二阶动态电路欠阻尼仿真电路 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验3.仿真电路1)RLC二阶动态电路欠阻尼仿真电路如图8-21所示2)RLC二阶动态电路过阻尼仿真电路如图8-22所示3)RLC二阶动态电路临界阻尼仿真电路如图8-23所示图8-22 RLC二阶动态电路过阻尼仿真电路 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验图8-23 RLC二阶动态电路临界阻尼仿真电路4.仿真分析 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验(1)RLC二阶动态电路欠阻尼仿真电路1)搭建图8-21所示的RLC二阶动态电路欠阻尼仿真电路2)打开仿真开关，双击示波器XSC1图标，打开其面板3)单击开关J1，即可看到RLC二阶动态电路欠阻尼仿真电路电容两端的电压波形，如图8-24所示图8-24 欠阻尼时电容两端的电压波形 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验(2)RLC二阶动态电路过阻尼仿真电路1)搭建图8-22所示的RLC二阶动态电路过阻尼仿真电路。
2)打开仿真开关，双击示波器XSC1图标，打开其面板3)单击开关J1，即可看到RLC二阶动态电路过阻尼仿真电路电容两端的电压波形，如图8-25所示3)RLC二阶动态电路临界阻尼仿真电路1)搭建图8-23所示的RLC二阶动态电路临界阻尼仿真电路2)打开仿真开关，双击示波器XSC1图标，打开其面板3)单击开关J1，即可看到RLC二阶动态电路临界阻尼仿真电路电容两端的电压波形，如图8-26所示5.思考题1)RLC二阶动态电路能实现等幅振荡吗？ 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验2)如何计算RLC二阶动态电路的阻尼电阻？图8-25 过阻尼时电容两端的电压波形 8.10 RLC二阶动态电路仿真实验图8-26 临界阻尼时电容两端的电压波形 8.11 感抗仿真实验1.仿真实验目的1)测定交流电压和电流在电感中的相位关系2)通过测出的电感交流电压和电流有效值确定电感的感抗，并比较测量值与计算值3)测定电感的感抗和电感值之间的关系4)测定电感的感抗和正弦交流电频率之间的关系2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取交流电压源并设置电压有效值为12V、频率为1000Hz。
2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1Ω的电阻 8.11 感抗仿真实验4)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为100mH的电感5)示波器：从虚拟仪器工具栏调取XSC16)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档7)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档3.仿真电路图8-27 感抗仿真电路及示波器面板 8.11 感抗仿真实验4.电路原理简述5.仿真分析1)建立图8-27a所示的感抗仿真电路2)单击仿真开关，激活电路3)记录电压表和电流表的读数于表8-7中表8-7 感抗仿真数据6.思考题1)根据电感电压和电流的有效值计算电感L的感抗XL2)用正弦交流电的频率f和电感值L计算感抗XL 8.12 容抗仿真实验1.仿真实验目的1)测定交流电压和电流在电容中的相位关系2)通过测出的电容交流电压和电流有效值确定电容的容抗，并比较测量值与计算值3)测定电容的容抗和电容值之间的关系。
4)测定电容的容抗和正弦交流电频率之间的关系2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取交流电压源并设置电压有效值为12V、频率为1000Hz2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1Ω的电阻 8.12 容抗仿真实验4)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为50nF的电容5)示波器：从虚拟仪器工具栏调取XSC16)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档7)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档3.仿真电路图8-28 容抗仿真电路及示波器面板图 8.12 容抗仿真实验4.电路原理简述5.仿真分析1)建立图8-28a所示的容抗仿真电路2)单击仿真开关，激活电路3)记录电压表和电流表的读数于表8-ဌ 8中表8-ဌ 8 容抗仿真数据6.思考题1)根据电容电压和电流的有效值计算电容C的容抗XC2)用正弦交流电的频率f和电容值C计算容抗XC。
8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验1.仿真实验目的1)测量串联RL电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位差，并比较测量值与计算值2)测量串联RC电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位差，并比较测量值与计算值3)测量串联RLC电路的阻抗和交流电压与电流之间的相位差，并比较测量值与计算值2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取交流电压源并设置电压有效值为12V、频率为1000Hz2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1kΩ的电阻4)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为1μF的电容5)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为100mH的电感6)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档7)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档8)示波器：从虚拟仪器工具栏调取XSC1。
3.仿真电路 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验图8-29 RL串联阻抗实验电路及示波器面板图 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验图8-30 RC串联阻抗实验电路及示波器面板图 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验图8-31 RLC串联阻抗实验电路及示波器面板4.电路原理简述5.仿真分析 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验(1)RL串联阻抗仿真电路1)建立图8-29a所示的RL串联阻抗仿真电路2)单击仿真开关，激活电路3)观察示波器显示的波形，记录于表8-9中表8-9 RL串联仿真数据(2)RC串联阻抗仿真电路1)建立图8-30a所示的RC串联阻抗仿真电路2)单击仿真开关，激活电路3)观察示波器显示的波形，记录于表8-10中 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验表8-10 RC串联仿真数据(3)RLC串联阻抗仿真电路1)建立图8-31a所示的RLC串联阻抗仿真电路2)单击仿真开关，激活电路3)观察示波器显示的波形，记录于表8-11中表8-11 RLC串联仿真数据6.思考题 8.13 串联交流电路的阻抗仿真实验1)用交流电压有效值UZ和电流有效值IZ计算RL串联电路的阻抗大小2)用电感值L和正弦交流电的频率f计算电感的感抗XL。
3)用电阻值R和电感L的感抗XL计算RL串联电路阻抗Z的大小4)用交流电压有效值UZ和电流有效值IZ计算RC串联电路的阻抗大小5)用电容值C和正弦交流电频率f计算电容的容抗XC6)用电阻值R和电容C的容抗XC计算RC串联电路阻抗Z的大小7)用交流电压有效值UZ和电流有效值IZ计算RLC串联电路的阻抗大小8)用电阻值R和电容C的容抗XC、电感L的感抗XL，计算RLC串联电路阻抗Z的大小 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验1.仿真实验目的1)测定RL串联电路的有功功率和功率因数2)测定RC串联电路的有功功率和功率因数3)确定RL串联电路提高功率因数所需要的电容2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取交流电压源并设置电压有效值为120V、频率为60Hz2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取阻值为1kΩ的电阻4)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为1H的电感 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验5)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为1μF、8μF的电容。
6)功率表：从虚拟仪器工具栏调取XWM17)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档8)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档3.仿真电路图8-32 测量RL串联电路功率的仿真电路及功率表面板图 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验图8-33 测量RC串联电路功率的仿真电路及功率表面板图 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验图8-34 测量RLC串联电路功率的仿真电路及功率表面板图 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验图8-35 功率因数校正仿真电路及功率表面板图4.电路原理简述 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验5.仿真分析(1)测量RL串联电路功率的仿真电路1)建立图8-32a所示测量RL串联电路功率的仿真电路 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验2)单击仿真开关，激活电路，记录RL电路两端的总电压有效值U、电流有效值I、电感两端的电压有效值UL、有功功率P及功率因数cosφ于表8-12中表8-12 测量RL串联电路功率的仿真数据(2)测量RC串联电路功率的仿真电路1)建立图8-33a所示测量RC串联电路功率的仿真电路。
2)单击仿真开关，激活电路，记录RC电路两端的总电压有效值U、电流有效值I、电容两端的电压有效值UC、有功功率P及功率因数cosφ于表8-13中 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验表8-13 测量RC串联电路功率的仿真数据(3)测量RLC串联电路功率的仿真电路1)建立图8-34a所示测量RLC串联电路功率的仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，记录RLC电路两端的总电压有效值U、电流有效值I、电容两端的电压有效值UC、电感两端的电压有效值UL、有功功率P及功率因数cosφ于表8-14中 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验表8-14 测量RLC串联电路功率的仿真数据(4)功率因数校正仿真电路1)图8-35a所示为功率因数校正仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，记录RLC电路两端的总电压有效值U、电流有效值I、有功功率P及功率因数cosφ于表8-15中表8-15 功率因数校正电路的仿真数据6.思考题 8.14 交流电路的功率和功率因数仿真实验1)根据RL串联电路功率的仿真数据，计算RL串联电路的有功功率P、无功功率Q和视在功率S，并作出功率三角形2)根据RC串联电路功率的仿真数据，计算RC串联电路的有功功率P、无功功率Q和视在功率S，并作出功率三角形。
3)根据RLC串联电路功率的仿真数据，计算RLC串联电路的有功功率P、无功功率Q和视在功率S4)根据功率因数校正电路的仿真数据，计算使功率因数接近于1所需要的电容C 8.15 交流电路基尔霍夫电压定律仿真实验1.仿真实验目的1)测定RLC串联电路中每个元件两端的交流电压有效值，并比较测量值与计算值2)研究在RLC串联电路中频率变化对交流电流和电压有效值的影响2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取交流电压源并设置电压为120V、频率为60Hz2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻值为100Ω的电阻4)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为100mH的电感 8.15 交流电路基尔霍夫电压定律仿真实验5)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为10μF的电容6)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档7)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档。
图8-36 交流电路基尔霍夫电压定律仿真电路 8.15 交流电路基尔霍夫电压定律仿真实验3.仿真电路4.电路原理简述5.仿真分析1)建立图8-36所示交流电路基尔霍夫电压定律仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，记录交流电流表和电压表测量的电路电流有效值I、电感两端的电压有效值UL、电容两端的电压有效值UC、电阻两端的电压有效值UR于中 8.15 交流电路基尔霍夫电压定律仿真实验表8-16 交流电路基尔霍夫电压定律仿真数据6.思考题1)根据交流电路基尔霍夫电压定律仿真数据，计算是否满足基尔霍夫电压定律2)电感与电容两端电压的相量和大概是多少?电阻R两端的电压有效值与加在总阻抗两端的电压有效值之间有什么关系? 8.16 交流电路基尔霍夫电流定律仿真实验1.仿真实验目的1)测量RLC并联电路中每条支路的电流有效值2)研究基尔霍夫电流定律在交流电路中的应用2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取电压源并设置电压为120V、频率为60Hz2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地。
3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻值为100Ω的电阻 8.16 交流电路基尔霍夫电流定律仿真实验图8-37 交流电路基尔霍夫电流定律仿真电路4)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为100mH的电感 8.16 交流电路基尔霍夫电流定律仿真实验5)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容值为10μF的电容6)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档3.仿真电路4.电路原理简述5.仿真分析1)建立图8-37所示交流电路基尔霍夫电流定律仿真电路2)单击仿真开关，激活电路表8-17 交流电路基尔霍夫电流定律仿真数据6.思考题 8.16 交流电路基尔霍夫电流定律仿真实验1)根据交流电路基尔霍夫电流定律仿真数据，计算是否满足基尔霍夫电流定律2)电感与电容电流的相量和大概是多少?电阻R的电流有效值与加在并联电路的总电流有效值之间有什么关系? 8.17 三相交流电路仿真实验1.仿真实验目的1)学会三相对称负载联结时线电压和相电压的测量方法2)学会三相对称负载△联结时线电流和相电流的测量方法3)了解不对称负载联结时中性线的作用。
2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取电压源并设置电压为220V、频率为50Hz2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并依据仿真图要求设置阻值4)电感：Place Basic→INDUCTOR,选取电感值为1H的电感 8.17 三相交流电路仿真实验5)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设置为交流档6)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置为交流档3.仿真电路1)图8-38为三相负载联结线电压与相电压仿真电路图8-38 三相负载联结线电压与相电压仿真电路 8.17 三相交流电路仿真实验2)图8-39所示为三相负载△联结线电流与相电流仿真电路图8-39 三相负载△联结线电流与相电流仿真电路 8.17 三相交流电路仿真实验图8-ဌ 40 三相负载不对称时电流仿真电路3)图8-ဌ 40所示为三相负载不对称时电流仿真电路 8.17 三相交流电路仿真实验4.电路原理简述(1)三相三线制1)当负载为联结且负载对称时，线电流Il与相电流Ip相等，即Ip；线电压Ul与相电压Up的关系式为Ul=3Up，可采用三相三线供电方式。
2)当负载为△联结时，采用三相三线制，线电压Ul与相电压Up相等，即Ul=Up；线电流Il与相电流Ip的关系式为Il=3Ip2)三相四线制 不论负载对称与否，均可以采用联结，并有：Ul=3Up，Il=Ip5.仿真分析(1)三相负载联结线电压与相电压仿真电路1)搭建图8-38所示三相负载联结线电压与相电压仿真电路 8.17 三相交流电路仿真实验2)单击仿真开关，激活电路，根据交流电压表的读数，记录线电压UUV、UVW、UWU和相电压Up的读数于表8-18中表8-18 三相负载联结线电压与相电压仿真数据(2)三相负载△联结线电流与相电流仿真电路1)搭建图8-39所示三相负载△联结线电流与相电流仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，根据各交流电流表的读数，记录线电流IU、IV、IW和相电流IUV、IVW、IWU的读数于表8-19中表8-19 三相负载联结线电流与相电流仿真数据(3)三相负载不对称时电流仿真电路1)搭建图8-ဌ 40所示三相负载不对称时电流仿真电路 8.17 三相交流电路仿真实验2)单击仿真开关，激活电路，根据交流电压表和电流表的读数，记录线电流IU、IV、IW和中性线电流I0以及相电压UU、UV、UW的读数于表8-20中。
表8-20 三相负载不对称时电流仿真数据6.思考题1)若三相不对称负载联结且无中线时，各相电压的分配关系将会如何？说明中性线的作用和实际应用中需注意的问题2)画出三相对称负载联结时线电压与相电压的相量图，并进行计算，验证仿真数据正确与否 8.17 三相交流电路仿真实验3)画出三相对称负载△联结时线电流与相电流的相量图，并进行计算，验证仿真数据正确与否 8.18 三相电路功率测量仿真实验1.仿真实验目的1)学会用三功率表法测量三相电路的有功功率2)学会用二功率表法测量三相电路的有功功率2.元器件选取1)交流电压源：Place Source→POWER_SOURCES→AC_POWER,选取电压源并依据仿真图要求设置其参数2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取电路中的接地3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并依据仿真图要求设置电阻值4)功率表：从虚拟仪器工具栏调取XWM13.仿真电路 8.18 三相电路功率测量仿真实验图8-ဌ 41 三相负载不对称三功率表仿真电路及各功率表的面板示数 8.18 三相电路功率测量仿真实验图8-ဌ 42 三相负载不对称二功率表仿真电路及各功率表的面板示数4.电路原理简述 8.18 三相电路功率测量仿真实验5.仿真分析(1)三相负载不对称三功率表仿真电路1)搭建图8-ဌ 41所示三相负载不对称三功率表仿真电路。
2)单击仿真开关，激活电路，记录三功率表的读数于表8-21中表8-21 三相负载不对称三功率表仿真数据(2)三相负载不对称二功率表仿真电路1)搭建图8-ဌ 42所示三相负载不对称二功率表仿真电路2)单击仿真开关，激活电路，记录二功率表的读数于表8-22中 8.18 三相电路功率测量仿真实验表8-22 三相负载不对称二功率表仿真数据6.思考题1)接有中性线的不对称负载采用三功率表测试的结果与二功率表测试的结果会有什么不同？为什么？2)根据各个电路所给的数值，计算各电路的有功功率，并与仿真数值进行比较。