电分综合训练改1

2013年电子科技大学光电信息学院《电路基础》综合训练及课程设计组号：24（限报4-6人）成绩：组长：俞恒2014050203014组员:廖曙旭2014050203018组员:朱志福2014050203012组员:叶涛2014050203017完成时间：2015.6.151试用MATLAB语言编程求解以下电路题目；采用网孔电流法求图所示电路中的电阻R3两端的电压U3。设电路中的电阻值分别为：R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，R4=4Ω，R5=5Ω，R6=6Ω，A=7，Us1=6V，Us2=3V，试用MATLAB语言编程求I1，I2，I3，I4及U3的值。R1R2R3R4R6R5I1I2I3I4Us1Us2U3−AU6U6图1解：根据网孔定理列方程得：12123234634646(12)236;2(23)33;3(345)57;5(56)7;6;IIIIIIIIUIIUIU程序如下：运行结果：易得：I1=2.3456A，I2=2.0185A，I3=0.80033A，I4=0.0755A，U3=（I2-I3）*R3=3.6544V解题思路：按题目要求写出网孔方程，并认真检查有无错误，因未知量较多，可写出相关MATLAB程序解决计算问题。解题体会：本题运用MATLAB解网孔分析法所列方程（矩阵），考察了网孔分析法的应用及计算机的恰当使用。由解题过程可见在分析电路解网孔方程时，应用计算机解答在运算较为繁琐事非常方便，解决问题时要灵活运用工具。2.试用Multisim电路仿真软件求解以下电路题目；1）已知R=10Ω，采用电路简化的方法，求图示电路的等效电阻Rab。（画出简化过程）2）试用Multisim电路仿真软件画出仿真电路图，验证以上结果。RRRRRRRRRRRRab解：将图中电路简化为平面电路，原理如如图a所示，(图a)（图b）根据对称性可进一步化简为图b所示，所以111122337.54ABABRRRRRRMultisim仿真图如下，经验证结论正确：解题体会：此题考察了等效电阻的变化（Y型变为△型），并运用了multisim的绘图方法，验证等效电阻变换的正确性。3试用Multisim电路仿真软件求解以下电路题目；1)已知图中各电阻的阻值均为1kΩ，US=2V，采用三种不同的电路分析方法，求图示电路中流过R3电阻的电流I。2)试用Multisim电路仿真软件画出仿真电路图，验证以上结果。R1R2R3R4R5IR6Us解：a）网孔分析法：232332303032:0.5IiiiIiiiIImA解得b)戴维宁定理，首先对电路简化处理，由有kRRR31321Y在做串并联等效，则有单口网络kRVUoc1,10由戴维宁等效得：oc0U0.5ImARRc)该电路为对偶电路，直接根据分流公式得:1324610.52()()sUImARRRRR下图为multisim仿真软件模拟结果，经验证结果正确。解题体会：考虑到此题多方法性，我们选择了网孔分析、戴维宁等效电路、对称电路特性来解答，本题也可用等效电阻变换等方法，最后用multisim验证解的正确性。4试用Multisim电路仿真软件求解含受控源电路；12122132s121s111-R11U=U-g=IsssssssUUIRUUgURRUUUIRRUR解得：1）求图示电路受控源两端的电压U和流过受控源的电流I。2）设μ=3，IS=2A，US=1V，R1=R2=2Ω，g=5，试用Multisim电路仿真软件画出仿真电路图，验证以上结果。UsUsIsR1R2R1R2U2U1(a)(b)μU2gU1Is4.解：a）由题可列出网孔方程：b)由题可列出节点方程：110222012222121212221()+R1ssssssiRUUiRUUIiiUiRUIURRURIiRRR解得：Multisim仿真如下所示，经验证求解正确：解题体会：此题较为简单，因为各个支路的元件少，可轻易想出用网孔分析与节点分析法求解，第一题因全为字母，所以应注意运算及细节。第二题搭建电路，需要掌握multisim的使用方法。5.图8是一种测速装置的原理电路。图中A、B为金属导体，A、B相距为S=1m，当子弹匀速地击断A再击断B时，测得电容上的电压uC=8V，求子弹的速度。图8解：1)装置模型化，子弹先后打断A，B，可看成开关A由闭合到断开，电容充电，开关B再断开，充电结束。2）三要素法求时间t当A断开，B闭合：可得33+310103(0)=U(0)=0U()10C=110U()1010(0),U=1010V=8Vt=1.6110v==621.3m/stccctctUVRttVetABesS当都断开得3）求速度：解题体会：分析该题，只是一个电路的充放电过程，所以用三要素法求出该题较为容易，解题时我们应该分析整个过程，然后求解，此题巧妙之处在于将物理与电分联系，增加了趣味性。6.图9是照相机闪光灯的电路模型，当电容两端的电压达到最大值Umax时，闪光灯开始闪光，闪光期间闪光灯相当于一个小电阻RL。直到电容两端的电压达到最小值Umin时，闪光灯开始熄灭，熄灭期间闪光灯相当于开路，电容又被充电，如此周期重复进行。画出闪光灯两端电压的波形，并求闪光灯的闪光时间长度。解：放电时：1max)(1ttcRRRReUUCLLminmax1max)(lnUUCRRRRtUULLtc联立得闪光时间：当充电时，可看成是完全响应的过程：2)(min)(2tsstceUUUURCmaxmin2min)(lnUUUURCtUUsstc联立得灯暗的时间：当两端电压的波形图解题体会：乍一看题很迷惑，但只是可能你没看懂，该题分阶段讨论，电路的充电与放电过程，所以我们只需求出相应时间，虽然该题讨论不多，但提醒我们其实分阶段讨论，对电分也是重要的方法。能力·协作·创新——电路分析课程综合训练心得体会近一段时间，本小组四名成员共同完成了电路分析课程综合训练。这次综合训练给了我们一个很好的锻炼机会，让我们学到了许多，懂得了许多，并且因为在解题过程中需要使用MATLAB和MULTISIM软件，因此组员学习并熟练了两门软件，掌握了一门新的技能。而且更为重要的是，通过此次共同合作，同学间相互协助，让我们懂得了如何与他人合作。在能力方面，在大学，我们最重要的就是学会如何学习，提高学习与接受新事物的能力。在当今这个瞬息万变的社会，提升学习能力是一件相当重要的事情。在这次综合训练之前，我们解决电路问题方式很单一，片面，分析已知条件并用学过的定理定律去列式求解。在这次综合训练中，我们需要应用Multisim和Matlab等软件去解决电路问题，通过学习与尝试，我们熟练掌握了用这些应用软件去处理问题。这对我们学习能力的提升是大有裨益的。在协作方面，团队协作在解决问题的过程中显得尤为重要。无论是在科学界还是在商界，或者其它任何的领域，几乎所有的成就都是由团队完成，靠自己一个人获得学术成就和巨大的成功已鲜有耳闻。虽然这次综合训练的题目并不难，但我们还是充分发挥了团队协作的精神，积极进行小组讨论和协同合作，无论是寻找方法还是解决过程，我们都有明确的分工和严谨的流程，集中大家的智慧与能力，让问题变得更简单。这种团队协作能力还将在以后的学习道路上继续发扬。在创新方面，在飞速发展的社会和科学界，真正的人才是用于探索和创新的人才。这次的综合训练也在一定程度上提高了我们的创新能力。电路问题的解决方法多种多样，能在以前的基础上有所突破，有所创新，找到更简便，更直观的解决方法，对我们是一种锻炼。在小组成员积极的讨论与思考中，探索更新的解决办法。创新，将与我们一路同行。掌握知识，感受合作，体验创新。总而言之，这次综合训练是一次极好的锻炼机会。