面对一个需要自学Multisim完成的作业,在这里记录一下学习过程~
(以免忘记这个软件咋用。。。)
Contents
1 实验目的
2 实验思路
3 原理图及结果
1.先来大体描述下
① 搭建一个电路,包含取样电阻和待测元件(包括电阻R、电感L和电容C),二者为串联关系。
其中取样电阻作为参考指标
②然后测出不同元件的波形图
乍一看有点懵,So,咋搞?
2. 来小白式解说下吧
首先心里大体有个数,这个电路应该长啥样呢?
也许大概差不多……就是这个示意图加上测量仪器
(不要在意这个图上参数,这只是个示意图)
总之,就是电源 +取样电阻 +待测元件 +能测电信号的东东(说白了就是电压表、电流表、示波器之类的)

器件性能
电源示意图里画的是个交流电压源 ,仿真时用函数发生器即可
取样电阻R0=24Ω(没必要太大,下面会谈到个人看法)
待测元件待测电阻R1=1kΩ(较大) 电感L1=10mH(较大) 电容C1=0.047uF(较小)
示波器测量电信号(示波器反映的是元件两端的电压信号)

小备注:电源 以信号源功能为主,因为要比较的是正弦交流电信号在不同器件上的波形差异,所以可以不考虑偏置(电源的能源功能)

Questions个人理解
R0较小测量过程中,示波器的CH1反映的是R0和待测元件 共同作用产生的波形,但我们想要的是待测元件 的波形,所以要使取样电阻小一些,使其在串联情况下对CH1采集到的电信号影响小,可以忽略。
R1较大R1作为待测元件,结合第一条,它对电路的影响应该足够大,从而使得与它串联的取样电阻R0的影响可以忽略。
L1较大增大感抗(就类似于第二条用了一个大电阻增加阻抗),对电路影响起主要作用。
C1较小增大容抗(同上)

感抗 XL:
容抗XC:
同时,结合着这俩公式,很容易想明白
增大XL不仅可以选用较大电感L,还可以适当增大信号频率f
增大XC不仅可以选用较小电容C,还可以适当减小信号频率f
但我们用函数发生器设置好频率以后就懒得换了。。。
不然,每换一个 待测元件 测量时都要换一下 频率 怪麻烦的,所以实验中取了一个合适的频率~10kHz
哦!这个实验还要求Upp=4V(峰峰值 或者说 最高峰与最低峰的差值)
所以这里设置函数发生器输出电信号的振幅为2V(2V-(-2V)=4V)
3. 然后摆上我画的(萌新作品)
也可以把那3个待测元件分别放到3个单独的电路里,懒得去画3个电路而已。。。
打眼一看就可以明白:
A通道(CH1)是并联在待测元件和R0两端,相当于采集的是这俩两端总共的电压波形。
B通道(CH2)是并联在R0两端,相当于采集的是R0两端的电压波形,这个波形反映的即为电流波形。
至于这个图里为啥示波器负极要接地,因为实物操作的时候负极探头是接地(或悬空~内部本来就接地,悬空相当于接地)的。
下面的展示中,红色是待测元件两端的电压波形(实际为待测元件和取样电阻共同作用,只不过取样电阻被忽略了);橙色为取样电阻两端的电压波形~ 除以电阻R0即表示为电流波形

实验过程实验结果
只闭合S1
电阻R1电压与电流相位差为0
只闭合S2
电感L1电压比电流相位超前 π/2
只闭合S3
结论:电容C1电压比电流相位滞后 π/2

网课期间。。。只能用仿真