电路仿真模拟实验报告

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1、综合设计设计1：设计二极管整流电路。条件：输入正弦电压，有效值220v，频率50Hz；要求：输出直流电压20V+/-2V电路图：波形图如下：结果：通过电路，将220V的交流电转化成了大约20V的直流电。结论分析：先用变压器将220V的交流电转化为20V的交流电，再用二极管将20V交流电的负值滤掉，电容充当电源放电而且电压保持不变，因为一直有来自二极管的电流充电，而且周期为0.02秒，即电容两端电压能维持不变的放电到输出端。将电容的C调的小一点可以使充放电的速度加快，就可以使得输出电压变化幅度很小。设计2：设计风扇无损调速器。条件：风扇转速

2、与风扇电机的端电压成正比；风扇电机的电感线圈的内阻为200欧姆，线圈的电感系为500mH。风扇工作电源为市电，即有效值220V，频率50Hz的交流电。要求：无损调速器，将风扇转速由最高至停止分为4档，即0，1，2，3档，其中0档停止，3档最高。电路图：（开关从下至上依次为0，1，2，3档）开关置0档，风扇停止，其两端电压波形如下图：开关置1档，风扇转速最慢，其两端电压波形如下图：开关置2档，风扇转速适中，其两端电压波形如下图：开关置3档，风扇转速最快，其两端电压波形如下图：结果：由图可知，当开关分别置0，1，2，3时，风扇两端的电压依次增

3、大，其中当风扇置0档时，电压为零，满足风扇转速与风扇电机的端电压成正比的条件。结论分析：设计3：设计1阶RC滤波器。条件：一数字电路的工作时钟为5MHz，工作电压5V。但是该数字电路的+5v电源上存在一个100MHz的高频干扰。要求：设计一个简单的RC电路，将高频干扰滤除。电路图：结果：由图知，滤过的波形的频率与5MHz基本一致，将高频100MHz滤去，符合题意要求。结论分析：通过简单的RC电路，用低通函数H（jw）=H0Wc/(jw+Wc),计算出了电路中所需的电阻大小及电容大小。最终达到滤除电源电压中的高频成分，使低频成分通过的目的。

4、设计4：降低电力传输损耗电路的设计条件：一感性的电力传输线（包含电路损耗），负载为感性阻抗，传输电压可变。电路等效结构如图4。2-1所示。电路图：+__+图4.2-1解：有如下两种方案：第一种：提高负载的电压。对一个变压器：为原线圈电压，电流，为副线圈电压，电流。当我们降低的比值时，即相应的提高，降低，以提高了。减少。第二种：当负载端口并联电容，若电容电流为（其超前电压），原理电路图如下：则线路电流为其向量关系如图：由图可以看出：线路电流I明显减少。由向量知道，并联电容C后，功率因数增加了，所以会减小。仿真电路如下：第一种方法：（提高负载

5、的电压）未升压时的功率，左边为传输损耗，右边为所需功率：升压后电路图如下：升压后的功率，左边为传输损耗，明显减小，右边为所需功率却变化不太大。由结果看出，提高负载的电压，使的保证所需功率不变条件下，大大的减少了传输损耗，符合题意要求。第二种方法：（加大功率因数法，即负载端口并联电容）并联电容前：测得：电力传输效率n为5.560/11.120=50%并联电容后：测得电力传输效率n为19.789/21.739=91.0%由结果看出，并联电容提高电力传输效率，减小电力传输损耗，符合题意要求。结论分析：输电过程中，输电线损耗功率很大，为减少损耗，

6、输电线应采用导电性能良好的金属制成，并减小输电线电流，设负载的功率因数为设负载电压的初相为零，即由于负载吸收功率，故线路电流所以线路损耗功率为：；所以，要减少损耗就应该提高或功率因数。由上面的分析及电路仿真结果可知，两种降低电力传输损耗的功能，且未改变整个电路的阻抗性质，达到题目要求。设计7：设计题：已知ω=103rad/s，Zs=Rs+jXs=50+j100Ω,R=100Ω,Us=100v,现手头只有电容器，问在R电源之间连接一个什么样的电路，才能使R获得最大功率Pm。画出仿真电路图，并求出元件的参数取值和Pm的值。解：因为Zs=50+

7、j100,R=100容易得到：Z总=50+100+（100-X）j,I=U/Z,所以只有当X=100时，I才最大，此时根据P=I*I*R知P此时最大WC=1/100=>C=10uFPm=44.44电路图：功率表示数：