电路分析基础实验
指导书
课程名称：电路分析基础实验
英文名称：Fundamental Experiments Basic of Circuit Analyse
课程编号：CS04003
主讲教师：吴建辉
学分：3.0
学时：16
开课学期：秋季
一、本课程的目的与任务
本课程是电子信息类，物联网与智能等专业必修的一门重要的专业基础课。在学习数学、物理课程之后，电路分析是电子信息类、电气工程与自动化等专业本科生接触的第一门专业基础课，而实验是该课程教学的重要内容，是理论联系实际的重要手段。学生通过实验可以验证和巩固所学的理论知识，熟悉有关仿真工具及各源器件的原理和使用方法，训练学生进行电路实验的基本技能，培养学生分析、归纳、总结实验数据和实验现象的能力，进而进行综合性实验和设计性实验，增强创新意识和解决实际工程问题的能力。
二、本课程实验内容及具体要求
1、实验理论方面：理解各实验原理、主要仿真工具组成原理和测试原理。
2、实验教学方面：掌握仿真工具WORKBENCH中示波器、信号源、直流电源的使用方法及各种电量和参数的测量方法。
3、对学生能力培养的要求：能根据基本理论、实验仪器和设施，设计一些简单的实验，并能测试相关参数加以核对。
三、基本教学内容
1.基本技能训练
常用元器件、集成电路的性能和参数。电路的直流分析，电路的时域频域分析，交流电路测量；常用基本电路的原理及特性；电子仪器仪表和常用电器设备使用训练；
2．综合设计训练
设计典型综合电路：如加法器，负阻抗电路设计，RC移相电路等，直流电源；应用计算机辅助设计、分析；在仿真工具上绘制电路，分析和排除实验故障；验证设计,测试、记录实验现象参数。
3. 工程综合实践
常见仿真软件的特点及使用（如WORKBENCH）；应用WORKBENCH完成系统设计的整个过程：电路设计输入，计算机仿真分析，在电路图中验证（或部分验证）；调试测量；设计报告。
四、实验项目与学时分配
序号实验项目学时数实验类型
1 WorkBench软件学习 1 验证性实验
2 KCL与KVL的验证 1 验证性实验
1 验证性实验
3 回路法或网孔法求支
路电流（电压）
4 节点法求支路电流
1 验证性实验
（电压）
5 加法运算放大器设计 1 设计性实验
6 电路叠加原理 1 验证性实验
7 替换原理的验证 1 设计性实验
8 单口网络测试 1 验证性实验
2 设计性实验
9 戴维南、诺顿定理的
定量验证
10 一阶电路的零输入、
2 验证性实验
零状态、全响应响应
验证
11 相量模型的网孔分析 1 验证性实验
12 正弦稳态最大功率传
1 验证性实验
递定理的验证
2 验证性实验
13 理想变压器的分析和
验证
总计16学时
五、授课计划与学时安排
本课程实验16学时，基本覆盖本课程所有讲解内容，采取课程全部授课完毕后实验温习验证本课程所涉及知识的方式。
六、实验考核与评分方法
1、学生进实验室要求有预习报告并检查；
2、实验做完后对每一学生完成情况和解决问题的能力进行考核，并提出相应存在问题进行质疑；
3、对实验报告给予评分（特别要求总结存在哪些问题，如何解决）；
4、综合每项实验状况给出成绩。
目录
一、本课程的目的与任务 (1)
二、本课程实验内容及具体要求 (1)
三、基本教学内容 (1)
四、实验项目与学时分配 (2)
五、授课计划与学时安排 (3)
六、实验考核与评分方法 (3)
实验一WORKBENCH软件学习 (6)
一．基本知识点 (6)
二．实验概述 (6)
三．实验内容 (7)
四．引申题 (9)
实验二KCL与KVL的验证 (10)
一．实验目的 (10)
二．基本知识点 (10)
三．实验内容 (10)
四．引申题 (11)
实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） (12)
一．实验目的 (12)
二．基本知识点 (12)
三．实验内容 (12)
四．引申题 (13)
实验四节点法求支路电流（电压） (14)
一．实验目的 (14)
二．基本知识点 (14)
三．实验内容 (14)
四．引申题 (15)
实验五加法运算放大器设计 (16)
一．实验目的 (16)
二．基本知识点 (16)
三．实验内容 (16)
四．引申题 (17)
实验六电路叠加原理 (18)
一．实验目的 (18)
二．基本知识点 (18)
三．实验内容 (19)
四．引申题 (19)
实验七替换原理的验证 (21)
一．实验目的 (21)
二．基本知识点 (21)
三．实验内容 (21)
四．引申题 (22)
实验八单口网络测试 (23)
一．实验目的 (23)
二．基本知识点 (23)
三．实验内容 (23)
四．引申题 (23)
实验九戴维南和诺顿定理的验证 (25)
一．实验目的 (25)
二．基本知识点 (25)
三．实验内容 (25)
四．引申题 (26)
实验十一阶电路的零输入、零状态、全响应验证 (27)
一．实验目的 (27)
二．基本知识点 (27)
三．实验内容 (28)
四．思考题 (29)
实验十一相量模型的网孔分析 (30)
一．实验目的 (30)
二．基本知识点 (30)
三．实验内容 (31)
实验十二正弦稳态最大功率传递定理的验证 (32)
一．实验目的 (32)
二．基本知识点 (32)
三．实验内容 (33)
实验十三理想变压器的分析与验证 (34)
一．实验目的 (34)
二．基本知识点 (34)
三．实验内容 (34)
四．思考题 (35)
实验一WORKBENCH软件学习
一．基本知识点
学习WORKBENCH软件基本操作方法及直流工作点分析、交流频率分析、瞬态分析，参数扫描分析四种分析法
二．实验概述
EWB是Electronics Workbench(电子工作平台)的简称，是加拿大Interactive Image Technologies公司于1988年推出的一种电子设计、电路仿真软件。它采用原理图输入方式，为设计者提供了各种常用的电子元器件、测量仪器和分析工具，是目前应用较广泛的一种EDA软件。
学习掌握EWB对我们学习电路分析基础这门课程有着实践上的推进作用，也为对电路分析仿真提供了很好的切入平台。
1.EWB窗口介绍
运行EWB软件将弹出如下窗口：
主窗口中包括菜单栏、工具栏、元件库三个子窗口。
菜单栏包括file、Edit、Circuit、Analysis、Window和Help六个下拉式菜单。
工具栏提供一些常用功能的快捷按钮，每个快捷按钮都和菜单栏中的某一项相对应。
元件库包含了EWB软件所能提供的所有元件，用以进行分析的电路图就是从这些元件
库中选出合适的元件连接而成的。最左端的一个元件库是用户定制的，可以将一些常用元件放置其中，再次使用时就不必到其他元件库中去逐个寻找。方法是在EWB提供的元件库中找出想要的元件，鼠标放置其上按右键，选中“Add to Favorites”，此元件就被加入到了最左端的“Favorites”元件库中。
用户在图形显示区域内编辑进行分析的电路图。
EWB有12个元器件库，如下图从左至右依次为：电源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟集成电路库、混合集成电路库、数字集成电路库、逻辑门库、数字器件库、指示器件库、控制器件库、其他器件库等。
各个元器件库中的元器件还望同学们自己熟悉。
2.元器件属性的设置
用鼠标双击需要进行属性设置的元器件，则会出现元器件属性的设置对话框，在对话框中进行属性设置，其中Label标签下的Label框中输入的内容即为元器件的名称，其他数量单位之类的设置同学们可以自己尝试。
3.元器件位置与方向的调整
位置调整：用鼠标单击元器件，拖动鼠标至合适位置即可。
方向调整：用鼠标选中某个或多个元器件，单击工具栏中的按钮（分别为旋转按钮、水平按钮、垂直按钮），可调整元器件的方向。
4.元器件的连接
将光标移近某个元器件的连接点时，该连接点处会出现一个黑点。此时按住鼠标左键，移动光标到另一个器件的连接点上，在此连接点处出现另一个黑点时放开鼠标，两个连接点就连好了。
三．实验内容
1.直流工作点分析
直流工作点的分析是对电路进行进一步分析的基础。在分析直流工作点之前，要选择“Circuit”菜单下“Schematic Option”中“show node”项，以把电路的节点号显示在电路上。
试简单运用直流工作点分析分析以下电路：
2.交流频率分析
交流频率分析是分析电路的频率特性。需先选定被分析的电路的节点，在分析时，电路的直流源将自动置零，交流信号源、电容、电感等均处于交流模式，输入信号也设定为正弦波形式。
创建好上述电路图，执行“AC frequency”命令，其中Sweep Type提供了三种不同的AC扫描方式，其中Linear表示线性扫描，选择好开始频率、终止频率、扫描点数；Vertical scale表述输出图像纵坐标标尺；最后选择需要分析的点。单击“Simulate”按钮运行。
3.瞬态分析
瞬态分析观察所选定的节点在整个显示周期中每一个时刻的电压波形。在进行瞬态分析时，直流电源保持常数，交流信号源随着时间而改变，电容和电感都是储能元件。创建下述电路图：
执行“Transient”命令，弹出对话框后，提供了三种初始值，选择好开始时间、终止时间、步长，最后选择要分析的节点。运行绘制瞬态响应图。
4.参数扫描
方法分析电路，可以观察某元件参数在一定范围内变化时对电路特性的影响，若采用下图作为待分析的电路图，选择“Analysis“下”Parameter Sweep“项选择改变R1的参数，选取变化范围为0.5-1.5，增量选0.5，绘制瞬态响应图。
四．引申题
1.EWB虚拟仪表工具的使用及相关参数的设置
2.运用上面所述知识验证自己设计电路的运行结果是否正确
3.测试下面电路图各个支路的电流电压
实验二KCL与KVL的验证
一．实验目的
1.熟悉EWB软件的使用
2.学习实验EWB软件测量电路中电流电压
3.验证基尔霍夫定理的正确性
二．基本知识点
KCL：对于任意一个总电路中的任一节点，在任一时刻，流进（或流出）该节点的所有支路电流的代数和为零
KVL：对于任意一个总电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。
三．实验内容
1.验证KCL，电路图如下所示：
2.验证KVL，电路图如下所示：
四．引申题
1.换用万能表测试电流电压。
2.验证下图的KCL与KVL
实验三回路法或网孔法求支路电流（电压）
一．实验目的
1.熟悉EWB软件的使用
2.学习实验EWB软件测量电路中电流电压
3.验证网孔分析法的正确性
二．基本知识点
网孔分析是以网孔电流作为第一步求解的对象，又称为网孔电流法。所谓网孔电流是一种沿着网孔边界流动的假想电流，列出KVL和支路的VCR从而解得各个支路电流电压的方法。其公式可以用如下表示：
三．实验内容
电路图如下所示，验证网孔分析法的正确性：
四．引申题
1.验证下列电路图的网孔分析法
2.各种受控源的电路分析
实验四节点法求支路电流（电压）
一．实验目的
1.熟悉EWB软件的使用
2.学习实验EWB软件测量电路中电流电压
3.验证节点分析法的正确性
二．基本知识点
节点分析是以节点电压作为第一步求解的对象，又称为节点电压法。它的做法一般为在电路中任选一个节点作为参考点，其余的每一个节点到参考点的电压降，称为这个节点的节点电压，求解节点电压所需的方程组来源于KCL及支路VCR。其公式参照如下：
三．实验内容
电路图如下所示，验证节点分析法的正确性：
1.如何验证下面所示电路图的节点分析法
2. 各种受控源的电路分析
实验五加法运算放大器设计
一．实验目的
1.学习使用EWB软件设计加法器
2.验证设计运算放大器是否满足需求
二．基本知识点
运算放大器是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了越来越广泛的应用，其电路结构如下图所示：
三．实验内容
按下图所示，实现一个加法运算放大器。电阻参数自拟。根据所学知识原理计算各节点电压参数，然后用软件测试对应节点的电压，最后计算误差。
四． 引申题
1. 多个输入端加法器的设计
2. 电路图如下，参数自行设计，验证u o = -(R f /R 1 u i1 +R f /R 2 u i2+R f /R 3 u i3 )
Vs1 Vs2
Vo
实验六电路叠加原理
一．实验目的
1.进一步熟悉电路元件外特性的测试方法
2.验证电路叠加原理
二．基本知识点
在线性电路中，任一支路的电流(或电压)可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流(或电压)的代数和。
三． 实验内容
如下图所示，用叠加定理求出1234R ,,R ,R R 的电压和通过它们的电流
四． 引申题
1.电路图如下所示，用叠加原理求流过2欧电阻的电流
3.电路图如下所示，欲使R两端电压为0，则U的电压为多少？
训练一 “电路分析基础”试题(120分钟)—III 一、单项选择题（在每个小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答 案的号码填入提干的括号内。每小题2分，共40分） 1、图示电路中电流i等于（） 1）1A 2）2A 3）3A 4）4A 2、图示单口网络的短路电流sc i等于（）1）1A 2）1.5A 3）3A 4）-1A 3、图示电路中电压u等于（） 1）4V 2）-4V 3）6V 4）-6V 4、图示单口网络的开路电压oc u等于（）1）3V 2）4V 3）5V 4）9V 7AΩ 2Ω 1 Ω 4 i 6V Ω 2 Ω 4 sc i Ω 2 Ω 4 + _ Ω 2 Ω 2 - 2V + - 10V + u - + Ω 1Ω 2 6V + _ 3V + _ + - oc u
5、图示电路中电阻R 吸收的功率P 等于（ ） 1）3W 2）4W 3）9W 4）12W 6、图示电路中负载电阻 L R 吸收的最大功率等于（ ） 1）0W 2）6W 3）3W 4）12W 7、图示单口网络的等效电阻等于（ ） 1）2Ω 2）4Ω 3）6Ω 4）-2Ω 8、图示电路中开关断开时的电容电压)0(+c u 等于（ ） 1）2V 2）3V 3）4V 4）0V 3V Ω 2+_ R Ω 1A 3Ω 3+ _ 6V 5:1 L R Ω 4- + i 2a b 4V Ω 2+ _ Ω 2+ - c u +_ 2V =t F 1
9、图示电路开关闭合后的电压)(∞c u 等于（ ） 1）2V 2）4V 3）6V 4）8V 10、图示电路在开关断开后电路的时间常数等于（ ） 1）2S 2）3S 3）4S 4）7S 11、图示电路的开关闭合后，电感电流)(t i 等于（） 1）t e 25- A 2）t e 5.05- A 3）)1(52t e -- A 4） )1(55.0t e -- A 12、图示正弦电流电路中电压)(t u 的振幅等于（） 1）1V 2）4V 3）10V 4）20V Ω46V Ω 2+ _ Ω 2+ - c u 0=t F 1- +1u 1 2u + - Ω 2+ _ Ω2+ - =t F 1F 25A Ω 20=t i 1H s 10+ _ + _ u 1H s u F 25.0V t t u s )2cos()(=
11级电路分析基础实验报告 篇一：电路分析基础实验 实验一：基尔霍夫定理与电阻串并联 一、实验目的 学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪 表测量电压、电流。 二、实验原理 1、基尔霍夫电流、电压定理的验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点， 测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压 定理并与理论计算值相比较。 2、电阻串并联分压和分流关系验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电 阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分 流关系，并与理论计算值相比较。 三、实验数据分析 1、基尔霍夫电流、电压定理的验证。
测量值验证 (1)对于最左边的外围网孔，取逆时针为参考方向得：U1-U2-U3?20V-8.889V-11.111V?0故满足KVL。 (2)对于最大的外围网孔，取逆时针为参考方向得： U1?I5?R3-U2?20V?（-0.111?100）V-8.889V?0 (3)对于节点4，取流进节点的电流方向为正得： -I1?I2?I3?（--0.444）A?（-0.222）A?（-0.222）A?0 (4)对于节点7，取流进节点的电流方向为正得： -I3?I4?I5?（--0.222）A?（-0.111）A?（-0.111）A?0 理论计算值 U1?I1?（R1?R2//R3//R4） IU1204 1?（R?A?A 1?R2//R3//R4）459 I3//R4 2?R RR?I?1?4A?2 1A 2?R3//4299 I（I422 3?1-I2）?（9-9）A?9A IR1 312
武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称机械中的有限单元分析 开课学院机电工程学院 指导老师姓名 学生姓名 学生专业班级机电研 1502班 2015—2016 学年第2学期
实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析 钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直向下的30KN的载荷与60kN的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。 1.1方形截面悬臂梁模型建立 建模环境：DesignModeler 15.0。 定义计算类型：选择为结构分析。 定义材料属性：弹性模量为2.1Gpa，泊松比为0.3。 建立悬臂式连接环模型。 （1）绘制方形截面草图：在DesignModeler中定义XY平面为视图平面，并正视改平面，点击sketching下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm的矩形。（2）拉伸：沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图1.1所示。 图1.1 方形截面梁模型 1.2 定义单元类型： 选用6面体20节点186号结构单元。 网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图1.2所示：
图1.2 网格划分 1.21 定义边界条件并求解 本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中力，集中力的大小为30kN观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。 （1）给左端施加固定约束； （2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力； 1.22定义边界条件如图1.3所示： 图1.3 定义边界条件 1.23 应力分布如下图1.4所示： 定义完边界条件之后进行求解。
实验2.1直流电路分析和仿真实验报告实验题目：直流电路分析和仿真 实验目的： 1.学习Multisim建立电路，分析直流电路的方法。 2.熟悉Multisim分析仿真模式中输出结果的常用后处理方法。 3.熟悉伏安特性的仿真测量。 4.通过实验加深对叠加定理和戴维南定理的理解。 实验内容： 1.测量二极管伏安特性 （1）建立如图所示仿真电路。 （2）通过操作的到二极管伏安特性曲线。
2.验证叠加定理 （1）建立如图所示仿真电路。 （2）仿真开关后分别在每种电源单独作用和共同作用时，用电压表测量个支路电压，记录在表格中，验证叠加定理。
可以发现，理论值与实际值十分接近，仿真模拟十分准确。 3.求戴维南等效电路 （1）建立如图所示仿真电路。
（3）用直流扫描分析方法求出a，b做端口的戴维南等效电路参数。让测试电流源从0变化到10mA，测量得到的扫描曲线，得到a，b端口的开路电压和等效电阻。 直流扫描分析： 导入excel，做出函数图像，求出其函数表达式为y=708.5x+8.25 则仿真结果的开路电压为8.25v，等效电阻为708.5Ω。 理论计算值为 V=15*330/（270+330）=8.25，R=560+270*330/(270+330)=708.5Ω。 两者相符。 4.验证最大功率传输定理 （1）建立如图所示仿真电路。
（2）选择simulate/analyses/parameter meter,设定R4阻值从500Ω变化到1.6k，步长为0.5，输出选择为R4的功率。启动分析仿真后得到R4功率随其阻值变化的曲线。 （3）打开测量游标，查找曲线最大值，得到最大功率值及其对应的负载电阻值。 其中最大功率值为24.016mW，对应的负载电阻为708.333Ω 思考：如何让软件自动寻找曲线的最大值？ 答：得到参数扫描分析图像后，点击曲线图中的属性，选择光标开，在点击选择数值，仅勾选max y，点击确定做出有光标的图像，再讲光标移到max y出，此时x的坐标即为所对饮的负载电阻值。 思考：在验证最大功率传输定理时，如何同时显示R4消耗功率和V1输出功率的曲线？ 答：在进行参数扫描时，在输出选项中，同时勾选p（v1）和p（R4）再进行仿真即可。
实验七 日光灯电路改善功率因数实验 班级：13电子（2）班 姓名：郑泽鸿 学号：04 指导教师：俞亚堃 实验日期：2014年11月17日 同组人姓名：吴泽佳、张炜林 一、实验目的 ① 了解日光灯电路的工作原理以及提高功率因数的方法； ② 通过测量日光灯电路所消耗的功率，学会使用瓦特表； ③ 学会日光灯的接线方法。 二、实验仪器与元器件 ① 8W 日光灯装置（灯管、镇流器、启辉器）1套； ② 功率表1只； ③ 万用表1只； ④ 可调电容箱1只； ⑤ 开关、导线若干。 三、实验原理 已知电路的有功功率P 、视在功率S 、电路的总电流I 、电源电压U ，根据定义，电路的功率因数IU P S P == ?cos 。由此可见，在电源电压且电路的有功功率一定时，电路的功率因数越高，它占用电源（或供电设备）的容量S 就越少。 在日光灯电路中，镇流器是一个感性元件（相当于电感与电阻的串联），因此它是一个感性电路，且功率因数很低，大约只有0.5～0.6。 提高日光灯电路（其它感性电路也是一样）的功率因数cos φ的方法就是在电路的输入端并联一定容量的电容器，如图1所示。 图1 并联电容提高功率因数电路 图2 并联电容后的相量图
图1中L 为镇流器的电感，R 为日光灯和镇流器的等效电阻，C 为并联的电容器， 设并联电容后电路总电流I ，电容支路电流C I ，灯管支路电流RL I （等于未并电容前电路中的总电流），则三者关系可用相量图如图2所示。 由图2可知，并联电容C 前总电流为RL I ，RL I 与总电压U 的相位差为L ?，功率因数为L ?cos ；并联电容C 后的总电流为I ，I 与总电压U 的相位差为?，功率因数为?cos ；显然?c o s ＞L ?cos ，功率被提高了。并联电容C 前后的有功功率 ??c o s c o s IU U I P L RL ==，即有功功率不变。并联电容C 后的总电流I 减小，视在功率IU S =则减小了，从而减轻了电源的负担，提高了电源的利用率。 四、实验内容及步骤 1．功率因数测试。 日光灯实验电路如图3所示，将电压表、电流表和功率表所测的数据记录于表1中。 图3 日光灯实验电路 W 为功率表，C 用可调电容箱。 表1 感性电路并联电容后的测试数据 并联电容C （μF ） 有功功率P(W) U （V ） I （A ） cos φ 0 38.3 220 0.34 0.48 0.47 38.3 220 0.341 0.48 1 39.3 220 0.292 0.57 2.2 38.7 220 0.225 0.71 2.67 38.3 220 0.225 0.71 3.2 39.1 220 0.209 0.83 4.7 38.1 220 0.19 0.85 5.7 39.1 220 0.215 0.78 6.9 38.5 220 0.27 0.61 7.9 39.3 220 0.3 0.53 10.1 38.9 220 0.432 0.37
电压源与电流源的等效变换 一、实验目的 1、加深理解电压源、电流源的概念。 2、掌握电源外特性的测试方法。 二、原理及说明 1、电压源是有源元件，可分为理想电压源与实际电压源。理想电压源在一定的电流 范围内，具有很小的电阻，它的输出电压不因负载而改变。而实际电压源的端电压随着电流变化而变化，即它具有一定的内阻值。理想电压源与实际电压源以及它们的伏安特性如图4-1所示(参阅实验一内容)。 2、电流源也分为理想电流源和实际电流源。 理想电流源的电流是恒定的，不因外电路不同而改变。实际电流源的电流与所联接的电路有关。当其端电压增高时，通过外电路的电流要降低，端压越低通过外电路的电 并联来表示。图4-2为两种电流越大。实际电流源可以用一个理想电流源和一个内阻R S 流源的伏安特性。
3、电源的等效变换 一个实际电源，尤其外部特性来讲，可以看成为一个电压源，也可看成为一个电流源。两者是等效的，其中I S=U S/R S或 U S=I S R S 图4-3为等效变换电路，由式中可以看出它可以很方便地把一个参数为U s 和R s 的 电压源变换为一个参数为I s 和R S 的等效电流源。同时可知理想电压源与理想电流源两者 之间不存在等效变换的条件。 三、仪器设备 电工实验装置： DG011、 DG053 、 DY04 、 DYO31 四、实验内容 1、理想电流源的伏安特性 1)按图4-4(a)接线，毫安表接线使用电流插孔，R L 使用1KΩ电位器。 2)调节恒流源输出，使I S 为10mA。， 3)按表4-1调整R L 值,观察并记录电流表、电压表读数变化。将测试结果填入表4-1中。 2、实际电流源的伏安特性 按照图4-4(b)接线，按表4-1调整R L 值，将测试的结果填入表4-1中。
电路分析基础 练习题 复刻回忆 1-1 在图题1-1所示电路中。元件A 吸收功率30W,元件B 吸收功率15W,元件C 产生功率30W ,分别求出三个元件中得电流I 1 、I 2 、I 3。 解 A,A,A 1-5 在图题 。 解 A,V 1-6 在图题1-6所示电路中,求电压U 。 解 , 1-8 解 电阻功率:W, W 电流源功率:, W 电压源功率:W, W 2-7 电路如图题2-7 解 V A A A 2-9 电路如图题2-9 解 从图中可知,2Ω与3Ω并联, 由分流公式,得 A 所以,有 解得 A 2-8 电路如图题2-8所示。已知,解 KCL: 解得 mA, mA 、 R 为 k Ω 解 (a)由于有短路线,, (b) 等效电阻为 2-12 电路如图题2-12所示。求电路AB 间得等效电阻。
解 (a) (b) 3-4 用电源变换得方法求如图题3-4所示电路中得电流I 。 解 或由( A,A, A 所以 A 4-3 用网孔电流法求如图题4-3 解 显然,有一个超网孔,应用KVL 即 电流源与网孔电流得关系 解得: A,A 电路中各元件得功率为 W,W, W,W 显然,功率平衡。电路中得损耗功率为740W 。 4-10 用节点电压法求如图题4-10所示电路中得电压。 解 只需列两个节点方程 解得 V ,V 所以 V 4-13 电路如图题4-13所示,求电路中开关S 打开 与闭合时得电压。 解 由弥尔曼定理求解 开关S 打开时: V 开关S 闭合时
5-4 用叠加定理求如图题5-4所示电路中得电压U 。 解 应用叠加定理可求得 10V 电压源单独作用时: 5A 电流源单独作用时: 电压为 5-8 图题5-8所示无源网络N 外接U S =2V , I S =2A 时, U S =2V ,I S =0A 时, 响应I =5A 。现若U S =4V,I S =2A 时,则响应I 为多少? 解 根据叠加定理: I ＝K 1U S ＋K 2I S 当U S =2A 、 I S =0A 时 I =5A ∴K 1=5/2当U S =2V 、 I S =2A 时I =10A ∴K 2=5/2 当U S =4V 、 I S =2A 时 响应为 I =5/2×4+5/2×2=15A 5-10 求如图题5-10 解 用叠加定理求戴维南电压 V 戴维南等效电阻为 5-16 用诺顿定理求图题5-16示电路 中得电流I 。 解 短路电流 I SC =120/40=3A 等效电阻 R 0=80//80//40//60//30=10Ω 5-18 电路如图题5-18所示。求R L 为何值时 解 用戴维南定理有,开路电压: V 戴维南等效电阻为 所以,R L =R 0 = 4、8Ω时,R L 可获得最大功率, 其最大功率为 5-20 如图题5-20所示电路中,电阻R L 可调,当R R ＝？ 解:先将R L 移去,求戴维南等效电阻: R 0 =(2+R)//4 Ω 由最大传输定理: 用叠加定理求开路电压: 由最大传输定理: , 故有 U S =16V 6-1 参见图题6-1:(a)画出ms ;(c)求电感提供最大功率时得时刻;(d)求ms 时电感贮存得能量。
中南林业科技大学机械零件有限元分析 实验报告 专业：机械设计制造及其自动化 年级： 2013级 班级：机械一班 姓名：杨政 学号：20131461 I
一、实验目的 通过实验了解和掌握机械零件有限元分析的基本步骤；掌握在ANSYS 系统环境下，有限元模型的几何建模、单元属性的设置、有限元网格的划分、约束与载荷的施加、问题的求解、后处理及各种察看分析结果的方法。体会有限元分析方法的强大功能及其在机械设计领域中的作用。 二、实验内容 实验内容分为两个部分：一个是受内压作用的球体的有限元建模与分析，可从中学习如何处理轴对称问题的有限元求解；第二个是轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理的综合练习，可以较全面地锻炼利用有限元分析软件对机械零件进行分析的能力。
实验一、受内压作用的球体的有限元建模与分析 对一承受均匀内压的空心球体进行线性静力学分析，球体承受的内压为 1.0×108Pa ，空 心球体的内径为 0.3m ，外径为 0.5m ，空心球体材料的属性：弹性模量 2.1×1011，泊松比 0.3。 承受内压：1.0×108 Pa 受均匀内压的球体计算分析模型（截面图） 1、进入 ANSYS →change the working directory into yours →input jobname: Sphere 2、选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window)→ Options… →select K3: Axisymmetric →OK →Close (the Element Type window) 3、定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3→ OK 4、生成几何模型生成特征点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input ：1(0.3，0)，2(0.5，0)，3(0，0.5)，4(0，0.3)→OK 生成球体截面 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In ActiveCoord → 依次连接 1,2,3,4 点生成 4 条线→OK Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条线→OK ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 5、网格划分 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) lines: Set
有限元实验报告 T1013-5 20100130508 蔡孟迪
ANSYS有限元上机报告（一） 班级:T1013-5 学号:20100130508 姓名:蔡孟迪 上机题目： 图示折板上端固定，右侧受力F=1000N，该力均匀分布在边缘各节点上；板厚t=2mm 材料选用低碳钢，弹性模量E=210Gpa，μ=0.33. 一、有限元分析的目的： 1．利用ANSYS构造实体模型； 2．根据结构的特点及所受载荷的情况，确定所用单元类型；正确剖分网格并施加外界条件；3．绘制结构的应力和变形图，给出最大应力和变形的位置及大小；并确定折板角点Ａ处的应力和位移； 4．研究网格密度对Ａ处角点应力的影响； 5．若在Ａ处可用过渡圆角，研究Ａ处圆角半径对Ａ处角点应力的影响。 二、有限元模型的特点： 1．结构类型 本结构属于平面应力类型 2.单位制选择 本作业选择N（牛），mm（毫米），MPa（兆帕）。 3.建模方法 采用自左向右的实体建模方法。 4.定义单元属性及类型 1）材料属性：弹性模量：EX=2.10E5MPa, 泊松比：PRXY=0.33 2）单元类型：在Preferences选Structural，Preprocessor>ElemmentType>Add/Edit/Delete中定义单元类型为：Quad4 node 182，K3设置为：平面薄板问题（Plane strs w/thk） 3）实常数：薄板的厚度THK=2mm 5.划分网格 在MeshTool下选set,然后设置SIZE Element edge length的值，再用Mesh进行网格划分。6.加载和约束过程：在薄板的最上端施加X、Y方向的固定铰链，在薄板的最右端施加1000N 的均匀布置的载荷。
电路分析实验报告
实验报告（二、三） 一、实验名称实验二KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零，流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻，沿任意回路巡行，所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”，遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图：
1.验证KCL： 以节点2为研究节点，电流表1、3、5的运行结果截图如下： 由截图可知，流入节点2的电流为2.25A，流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以，可验证ＫＣＬ成立。 ２.验证ＫＶＬ： 以左侧的回路为研究对象，运行结果的截图如下：
由截图可知，Ｒ３两端电压为２２.５Ｖ，Ｒ１两端电压为７.５Ｖ，电压源电压为３０Ｖ。２２.５＋７.５－３０＝０。所以，回路电压为０，所以，可验证ＫＶＬ成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数，可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路，若以网孔为独立回
电路分析基础实验指导书 实验课程名称电路分析基础 院系部机电工程系 指导老师姓名张裴裴 2015 — 2016学年第2学期
实验一直流电路的认识实验 一、实验目的 1.了解实验室规则、实验操作规程、安全用电常识。 2.熟悉实验室供电情况和实验电源、实验设备情况。 3.学习电阻、电压、电流的测量方法，初步掌握数字万用表、交直流毫安表的使用方法。 4.学习电阻串并联电路的连接方法，掌握分压、分流关系。 二、实验仪器 1.电工实验台一套 2.数字万用表一块 3.直流稳压源一台 4.直流电压表一只 5.直流电流表一只 6.电路原理箱（或其它实验设备） 7.电阻若干只 8.导线若干 三、实验步骤 1、认识和熟悉电路实验台设备及本次实验的相关设备 ①电路原理箱及其上面的实验电路版块； ②数字万用表的正确使用方法及其量程的选择； ③直流电压表、直流电流表的正确使用方法及其量程的选择。 2.电阻的测量 （1）用数字万用表的欧姆档测电阻，万用表的红表棒插在电表下方的“VΩ”插孔中，黑表棒插在电表下方的“COM”插孔中。选择实验原理箱上的电阻或实验室其它电阻作为待测电阻，欧姆档的量程应根据待测电阻的数值合理
选取。将数据记录在表1，把测量所得数值与电阻的标称值进行对照比较，得出误差结论。 图1-1 将图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中，注意带上单位。 开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。 （1）按实验线路图1-2连接电路（图中A 、B 两点处表示电流表接入点）。 2 S 2
HUNAN UNIVERSITY 电路分析实验 学生姓名 学生学号 专业班级 指导老师 完成日期
实验二KCL与KVL的验证 一、实验目的 1. 熟悉EWB软件的使用 2. 学习实验EWB软件测量电路中电流电压 3. 验证基尔霍夫定理的正确性 二、实验原理 KCL：对于任意一个总电路中的任一节点，在任一时刻，流进（或流出）该节点的所有支路电流的代数和为零 KVL：对于任意一个总电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路的所有支路电压降的代数和为零。 三、实验内容 1. 验证KCL，电路图如下所示： 2. 验证KVL，电路图如下所示：
四、实验体会 本次实验针对基尔霍夫定律进行了验证，分别验证了kcl与kvl定律。由上图实验内容可知，对kcl的验证中，流入上节点的电流XMM3与XMM1的和为13.548+3.871=17.419mA，正好等于流出该节点的电流XMM2的电流值17.419mA，kcl定律得证；在对kvl的验证中，取最外一层环路，计算电压降之和：-V1+U2+U3+V2+U4+U5=-12+3+(-3)+12+3+(-3)=0,kvl得证。 通过本次实验，我掌握到了电路分析软件的基本使用流程，自己真正意义上地动手操作完成电路实验，更加深刻地理解到了基尔霍夫定律的含义。起初使用Workbench,由于与电脑不太兼容，就换了Multisim,期间遇到少许麻烦，都是自己和同伴一起解决，在这之中学到了合作的重要性，实验为简单的验证性实验，完成过程中没有其他问题。
实验三回路法或网孔法求支路电流（电压）一、实验目的 1.熟悉EWB软件的使用 2.学习实验EWB软件测量电路中电流电压 3.验证网孔分析法的正确性 二、实验原理 网孔分析是以网孔电流作为第一步求解的对象，又称为网孔电流法。所谓网孔电流是一种沿着网孔边界流动的假想电流，列出KVL和支路的VCR从而解得各个支路电流电压的方法。其公式可以用如下表示： 四、实验内容 电路图如下所示，验证网孔分析法的正确性：
南昌理工学院实验报告（样本） 二OO 年月日 课程名称电路分析实验名称电位、电压的测定 班级姓名同组人 指导教师评定签名 【一、实验名称】电位、电压的测定 【二、实验目的】 1、学会测量电路中各点电位和电压的方法，理解电位的相对性和电压的绝对性； 2、学会电路电位图的测量、绘制方法； 3、掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。 【三、实验内容和原理】 （一）实验内容 1、测量电路中各点电位； 2、测量电路中相邻两点之间的电压值。 （二）实验原理 在一个闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。 若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。 【四、实验条件】
【五、实验过程】 实验电路如图1-1所示，按图接线。图中的电源U S1用恒压源中的＋6V（＋5V）输出端，U S2用0～＋30V可调电源输出端，并将输出电压调到＋12V。 1、测量电路中各点电位 以图1-1中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位。用电压表的黑笔端插入A点，红笔端分别插入B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表1-1中。以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表1-1中。 图1-1 2、测量电路中相邻两点之间的电压值 在图1-1中，测量电压U AB：将电压表的红笔端插入A点，黑笔端插入B点，读电压表读数，记入表1-1中。按同样方法测量U BC、U CD、U DE、U EF及U FA，测量数据记入表1-1中。 【六、实验结果】 表1-1电路中各点电位和电压数据（单位：V）
东莞理工学院城市学院自编教材 电路分析基础实验指导书 东莞理工学院城市学院计算机与信息科学系
《电路分析基础》是电子、通信技术类专业的一门重要技术基础课，而电路分析基础实验又是学好该学科的一个重要环节，通过实验教学不仅能进一步巩固和加深课堂所学理论知识，而且能提高学生的动手能力、解决实际问题的能力和创新精神，培养学生科学态度和良好的工作作风。电路分析基础实验的教学目标是通过实验要求学生掌握各种电路（电阻电路、动态电路、正弦稳态电路）的连接、测试和调试技术；熟悉常用电子电工仪表的工作原理及使用方法；熟悉安全用电知识，了解电路故障的检查和排除方法，提高学生综合素质，为后续课程的学习和从事实践技术工作奠定扎实基础。 为结合理论课程教学的需要，共设置16学时的实验课时。
第一部分绪论 (1) 一、课程所属类型及服务专业 (1) 二、实验教学目的和要求 (1) 三、实验项目和学时分配 (1) 第二部份基本实验指导 (2) 实验一元件伏安特性的测定 (2) 一、实验目的 (2) 二、原理及说明 (2) 三、仪器设备 (2) 四、实验步骤 (3) 五、思考题 (4) 实验二验证基尔霍夫定律 (5) 一、实验目的 (5) 二、实验原理 (5) 三、实验设备 (5) 四、实验步骤 (5) 五、注意事项 (6) 六、思考题 (6) 实验三叠加定理 (7) 一、实验目的 (7) 二、实验原理 (7) 三、实验设备和器材 (7) 四、实验电路和实验步骤 (7) 五、实验结果和数据处理 (8) 六、实验预习要求 (9) 七、思考题 (9) 实验四验证戴维南定理 (10) 一、目的 (10) 二、设备、仪表 (10) 三、原理电路图 (10) 四、步骤 (10) 五、注意事项 (11) 六、预习要求 (11) 七、总结报告 (12) 八、思考题 (12) 实验五 RC电路的响应 (13) 一、目的 (13) 二、设备和元件 (13) 三、实验电路图 (13) 四、内容和步骤 (14) 五、预习要求 (16) 六、注意事项 (16)
一、实验目的 通过上机对有限元法的基本原理和方法有一个更加直观、深入的理解；通过对本实验所用软件平台Ansys 的初步涉及，为将来在设计和研究中利用该类大型通用CAD/CAE 软件进行工程分析奠定初步基础。 二、实验设备 机械工程软件工具包Ansys 三、实验内容及要求 1) 简支梁如图3.1.1所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚 度t=10mm 。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。平面应力模型。 X 方向正应力的弹性力学理论解如下： 图3.1.1 ①在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。 ②计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。 ③针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。 2) 一个正方形板，边长L = 1000mm ，中心有一小孔，半径R = 100mm ，左右边 受均布拉伸载荷，面力集度q = 25MPa ，如图 3.2.1所示。材料是 206E GPa =，0.3μ=，为平面应力模型。当边长L 为无限大时，x = 0截面上理论解为： ) 534()4 (6222 23-+-=h y h y q y x L h q x σ
)32(2|44 220r R r R q x x ++==σ 其中R 为圆孔半径，r 为截面上一点距圆心的距离。x = 0截面上孔边（R r =）应力q x 3=σ。所以理论应力集中系数为3.0。 图3.2.1 用四边形单元分析x = 0截面上应力的分布规律和最大值，计算孔边应力集中系数，并与理论解对比。利用对称性条件，取板的四分之一进行有限元建模。 3) 如图3.3.1所示，一个外径为0.5m ，内径为0.2m ，高度为0.4m 的圆筒，圆 筒的外壁施加100MPa 的压强，圆筒的内部约束全部的自由度，材料参数是密度。 使用平面单元，依照轴对称的原理建模分析。 q
电路分析实验报告第一 次 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
电路分析实验报告 实验报告（二、三） 一、实验名称实验二 KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零，流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻，沿任意回路巡行，所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”，遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图： 1.验证KCL： 以节点2为研究节点，电流表1、3、5的运行结果截图如下： 由截图可知，流入节点2的电流为2.25A，流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以，可验证ＫＣＬ成立。２.验证ＫＶＬ：
以左侧的回路为研究对象，运行结果的截图如下： 由截图可知，Ｒ３两端电压为２２.５Ｖ，Ｒ１两端电压为７.５Ｖ，电压源电压为３０Ｖ。２２.５＋７.５－３０＝０。所以，回路电压为０，所以，可验证ＫＶＬ成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数，可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路，若以网孔为独立回路，此时回路电流也称为网孔电流，对应的分析方法称为网孔电流法。 四、实验内容 实验电路截图： 如图所示，i1,i2,i3分别为三个网孔的电流，方向如图所示，均为顺时针。 网孔一中含有一个电流源，而且电流源仅在网孔一中，所以，网孔一的电流就是电流源电流2A。设电流源两端电压为U7。
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3、认真观察实验现象，正确读取实验数据和记录实验波形并加以检查和判断，正确书写实验报告和分析实验结果； 4、正确运用实验手段来验证一些定理和结论。 5、具有根据实验任务确定实验方案、设计实验线路和选择仪器设备的初步能力。 6、按每次实验的具体要求认真填写实验报告。七、本课程实验的重点、难点 及教学方法建议 本课程实验的重点是仪表的正确使用、电路的正确连接、数据测试和分析；本课程实验的难点是动态电路参数测试和分析。 在教学方法上，本课程实验应提前预习，使学生能够利用原理指导实验，利用 实验加深对电路原理的理解，掌握分析电路、测试电路的基本方法。目录 实验一电阻电路测量与分析综合实验????????????????1 实验二电源等效电路 综合实验???????????????????11 实验三动态电路仿真实验?????????????????????18 实验四rc 频率特性和rlc谐振仿真实验???????????????24实验一电阻电路测量与分析综合实验 一、实验目的 1、熟悉并掌握直流电压表、电流表、恒压源等使用； 2、学会电阻元件的伏安特性的逐点测试法； 3、学会电路中电位、电压的测量方法，掌握电路电位图的测量、绘制方法； 4、验证基尔霍夫定律，学会检查、分析电路简单故障； 5、验证叠加原理，学会 叠加原理的应用。 二、实验原理 1、电阻元件的伏安特性 任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压u与通过该元件的电流i之间 的函数关系u＝f(i)来表示，即用u－i平面上的一条曲线来表征，这条曲线称 为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线 性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1－1中(a)所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值 r决定，其阻值为常数，与元件 两端的电压u和通过该元件的电流i无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条 经过坐标原点的曲 图1-1
有限元上机实验报告 姓名柏小娜 学号0901510401
实验一 一 已知条件 简支梁如图所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚度t=10mm 。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm 2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。平面应力模型。 X 方向正应力的弹性力学理论解如下： )534()4 (6222 23-+-=h y h y q y x L h q x σ 二 实验目的和要求 （1）在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。 （2）计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。 （3）针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。 三 实验过程概述 （1） 定义文件名 （2） 根据要求建立模型：建立长度为1m ，外径为0.2m ，平行四边行区域 （3） 设置单元类型、属性及厚度，选择材料属性： （4） 离散几何模型，进行网格划分 （5） 施加位移约束 （6） 施加载荷 （7） 提交计算求解及后处理 （8） 分析结果 四 实验内容分析 （1）根据计算得到应力云图，分析本简支梁模型应力分布情况和规律。主要考察x σ和y σ，并分析有限元解与理论解的差异。 由图1看出沿X 方向的应力呈带状分布，大小由中间向上下底面递增，上下底面应力方向相反。由图2看出应力大小是由两侧向中间递增的，得到X 方向
上最大应力就在下部中点，为0.1868 MPa 。根据理论公式求的的最大应力值为0.1895MPa 。由结果可知，有限元解与理论值非常接近。由图3看出Y 的方向应力基本相等，应力主要分布在两侧节点处。 图 1 以矩形单元为有限元模型时计算得出的X 方向应力云图 图 2 以矩形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点x 方向应力图 （2）对照理论解，对最大应力点的x σ应力收敛过程进行分析。列出各次计算 应力及其误差的表格，绘制误差－计算次数曲线，并进行分析说明。 答：在下边中点位置最大应力理论值为： MPa h y h y q y x L h q x 1895.0)5 34()4(622223=-+-=σ
电路分析基础试题库汇编及答案一．填空题（每空1分） 1-1.所谓电路，是由电的器件相互连接而构成的电流的通路。 1-2.实现电能输送和变换的电路称为电工电路；实现信息的传输和处理的电路称为电子电路。 1-3.信号是消息或信息的表现形式，通常是时间的函数。 2-1.通常，把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流。 2-2.习惯上把正电荷运动方向规定为电流的方向。 2-3.单位正电荷从a点移动到b点能量的得失量定义为这两点间的电压。 2-4.电压和电流的参考方向一致，称为关联参考方向。 2-5.电压和电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。 2-6.若P>0（正值），说明该元件消耗（或吸收）功率，该元件为负载。 2-7.若P<0（负值），说明该元件产生（或发出）功率，该元件为电源。 2-8.任一电路中，产生的功率和消耗的功率应该相等，称为功率平衡定律。 2-9.基尔霍夫电流定律（KCL）说明在集总参数电路中，在任一时刻，流出（或流出）任一节点或封闭面的各支路电流的代数和为零。 2-11.基尔霍夫电压定律（KVL）说明在集总参数电路中，在任一时刻，沿任一回路巡行一周，各元件的电压代数和为零。 2-12.用u—i平面的曲线表示其特性的二端元件称为电阻元件。 2-13.用u—q平面的曲线表示其特性的二端元件称为电容元件。 2-14.用i— 平面的曲线表示其特性的二端元件称为电感元件。 u(t)，与流过它的电流i无关的二端元件称为电压源。 2-15.端电压恒为 S i(t)，与其端电压u无关的二端元件称为电流源。 2-16.输出电流恒为 S 2-17.几个电压源串联的等效电压等于所有电压源的电压代数和。 2-18.几个同极性的电压源并联，其等效电压等于其中之一。 2-19.几个电流源并联的等效电流等于所有电流源的电流代数和。