电路EDA实验指导.pdf

电路 EDA 实验指导 实验七感性电路功率因数提高 一、实验要求： 1）在不同值的并联电容下仿真出负载、电容和电源所在支路的电流值 2）找出 cos接近 1 时所需并联的电容值 二、实验目的掌握功率因数电路的基本分析方法 三、实验电路图及数据分析： 图 1 实验原电路图 图 2 C＝1μF 时各支路电流值的仿真结果 1） ：仿真出各支路的电流值如图2，改变电容值，接线不变再次测量多次的 电流值仿真结果如表1可推导出功率因数为： λ ＝cos＝ 22 RCL R P P ＝ 2 1 2 2 2 2 2 R CI I LRI R C R 或＝ R CL P arctancos＝ 2 2 arctancos R C RCI I R L 其中 ω ＝2πf，将计算出的功率因数值填入表1根据实验接线电路图2 画出 对应的电流相量图，如图3 所示 由图 3 与表 1 可见，改变电容大小不会影响负载的电流，也就是不会改变负 载的有功功率 但是电容的无功功率 “ 补偿” 了电感 L 的无功功率， 减少了电源的 无功功率，从而提高了电路的功率因数 2） ：根据相量图可以知道，改变电容只导致了 C I的大小改变。

所以改变电 容使 cos＝1 时，总电流 S I将达到最小值 0 I＝ R L I R arctancos，此时电路 发生并联谐振，由相量图得出电容大小为C＝ SR U R L Iarctansin＝380μF 或由并联谐振电容电感复功率和为0 得出 C＝ LI U R S 2 2 ＝378μF 在 EWB 中把电 容调整在 350～400μF 之间仿真，使总电流Is最小最后调整到大小C＝376μF 时能使 Is＝34.86A 为最小值，依此数据算出的功率因数λ ＝0.9999，见表 1找 到使 cos＝1的电容值与计算在误差范围内相符， 所以电容 C＝376μF就是这次 实验所要求找出的参数，实验完成 图 3 电路的电流相量图 表 1 不同电容值下各支路电流值的仿真结果 电容值 C/μF 电流仿真值功率因数 λIs/A IR/A Ic/mA 1 43.74 43.79 70.00 0.8007 2 43.70 43.79 140.0 0.8015 3 43.66 43.79 210.0 0.8023 4 43.62 43.79 280.0 0.8031 5 43.58 43.79 350.0 0.8039 6 43.53 43.79 420.0 0.8047 7 43.49 43.79 490.0 0.8054 350 34.92 43.79 24500.0 0.9993 376 34.86 43.79 26320.0 0.9999 400 34.90 43.79 28000.0 0.9980 实验八 RLC 串联谐振电路频率响应 1．博德图仪的使用 博德图仪又称虚拟扫频仪、频率特性测试仪波特测试仪或波特测试仪。

波特测试仪图标 和面板如图1 和图 2 所示，用于分析电路的频率与相频特性，可测量输入与输出的幅度比（电 压增益）、相位差 图 1 波特测试仪图标图 2 波特测试仪面板 1．波特测试仪的连接 波特测试仪根据设定产生自身的频率谱，交流信号源的频率对测量无影响，但是分析时 必须接入一个交流信号源如图5.4.1 所示，测量前，将波特测试仪的输入端“IN”的“ +” 端和“ -”端接到电路的输入电压Ui，输出端“ OUT ”的“ +”端和“ -”端接到电路的输出 电压 Uo 2．波特测试仪的调试 如图 2 所示： ① 幅（相）频特性选择 ● magnitude 按钮：设定为幅频特性； ● phase 按钮：设定为相频特性 ② 垂直坐标范围设定 ③ 水平坐标范围设定同垂直坐标范围设定相同： 2．利用波特测试仪，研究串联谐振电路电流i 的幅频特新与相频特性 例 1 试用 EWB 软件，研究R、L、C 串联谐振电路的频率特性（选频特性），电路如 图 3 所示 当选择电阻分别为1000，100，10时，电路幅频、相拼特性如图4~9 所示 图 3 R、L、C 串联谐振仿真电路 R=1000 图 4 R=1000幅频特性 图 5 R=1000相频特性 R=100 图 6 R=100幅频特性 图 7 R=100相频特性 R=10 图 8 R=10幅频特性 图 9 R=10相频特性 结论： 实验九三相交流电路电压电流的测定 利用 EWB 可以对三相交流电路进行仿真研究，分别对负载的两种连接情况以及负载对 称和不对称情况下电路中的电流、电压进行仿真研究。

例 1 三相电路如图1 所示，电源电压为380/220V利用 EWB 仿真出 1）S 闭合时负载 的相电压、相电流和中性点之间的电压、中性线电流；2） S断开时负载的相电压、相电流 和中性点之间的电压、中性线电流 图 1 仿真连线图 图 2 S 闭合时仿真结果图 图 3 S 断开时仿真结果图 结论： 。