2010-2011-电路分析基础课程设计报告.docVIP

西安邮电学院 电路分析基础课程设计 报 告 书 院（系）名称 ： 电 子 工 程 学 院 学生姓名 ： 专业名称 ： 电子信息工程 班 级 ： 电子 实习时间 ： 2010年12月22日 至2010年12月31 日 综合设计1：题目：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 理论分析：如上图所示，采用信号发生器产生振幅为311V，频率为50Hz的交流电压，利用二极管、变压器、电容等电子元件实现整流，限幅。整流的结果是将输入的交流电压变换为单方向的脉动的直流电压；限幅是将输出电压的振幅限制在某一数值范围（18V---22V）之内。 仿真结果： 综合设计4： 电路图：题目：降低电力传输损耗电路的设计 条件：一感性的电力传输线路（包含电路损耗），负载为感性阻抗，传输电压可变。电路等效结构如图所示： 要求：设计设计两种降低传输损耗的方法。不得改变整个电路的阻抗性质。 分别画出电路，给出详细的分析。 理论分析：设负载电压的初相为0，即，负载的功率因数为cos，总电流为I 负载所消耗的功率为，所以（负载所消耗的功率p为一定的） 线路损耗的功率为 所以要使线路损耗的功率降低，需减小r或增大U1或增大功率因数 第一种设计： 增大负载电压U1，使用变压器 设原线圈与副线圈的匝数之比为，电压与电流分别为 则 当降低时，增大了和，减小了 所以减小了。 第二种设计： 增大负载的功率因数cos ，在负载两端并联一个电容 线路电流，并联后负载电压和负载电流均未改变，线路电流明显减小，相量图如下： 电路图及仿真结果：参数在途中表明 综合设计5：提高电路功率因数的设计 条件：在电力传输电路中用理想变压器进行变压，负载为感性阻抗。 要求：在已知电路的基础上，试分别对理想变压器的初级和次级进行设计，将电路的功率因数提高到0.9，并比较哪种方法更容易实现。 电路图一(初级并联电容后的电路图及图示中所示的功率因数)： 电路图二（次级并联电容后的电路图及图示中所示的功率因数） 理论分析：由于功率因数λ=cosθ，要提高功率因数的值就是要使θ的值减小，如以下图所示： 并联电容以前的向量图： 并联电容以后的向量图： 根据上面的向量图所示：由于∠1 ∠2 , cos∠1cos∠2, 使得向量角θ的值减小了,从而使功率因数的值增大了。根据图中所示的数据可知并联电容以后使得功率因数的值增加到0.9，达到了题目所要求的结果。 仿真结果：将功率因数的值提高到0.9，达到了设计所要求的结果。 综合设计8：如图所示电路中，N中不含储能元件， ，其零状态响应为，若用L=2H的电感代替电容C，试求零状态响应，试设计一个电路N，并选取合适的元件值，以满足题目要求。 电路图： 设计图为： 理论分析：开关闭合瞬间，电容初始储能为0，与其并联电阻相当于短路， 所以 =0.625v 1/(1/2.5+1/10)=2 无穷状态下，由于电容阻直流本身就相当于断路，故 仿真结果： 当2F电容换位2H电感后： 电路图： 理论分析：开关闭合瞬间，由于电感初始储能为零故流过电感电流为0，可识其断路，所以 6.25/（2.5+6.25+3.75）*=0.5v 不变，无穷状态下由于电感通直流性，与其并联电阻相当于短路， 所以的零状态响应为 仿真结果： 综合设计9：闪光灯的电路如下图。电路中的灯只有在灯电压达到Vmax值时开始导通。在灯导通期间可将其模拟成一个电阻Rl灯一直导通到起电压降到Vmin时为止。灯不导通时，相当于开路。 分析闪光灯的原理； 假设电路的电源为4节1.5V的电池，电容值为10μF。设灯的电压达到4V时开始导通，当电压降到1V时停止导通，当灯导通时，它的阻值为20KΩ,当它不导通时电阻无穷大。 1：假设两次闪光之间的时间为10秒，需要多大的电阻R才能满足要求？ 2：若要闪光灯每分钟闪12次，R应为多大？ （a）：理论分析： 电容与闪光灯是并联的两端的电压是相同的。在电容两端的电压达到Vmax时，闪光灯就会导通，闪光灯就会发光，这时电阻R与闪光灯串联，闪光灯上分到的电压小于Vmin，故电容这时是放电的，其两端的电压也会因此减低，当降低到Vmin时，闪光灯不导通，闪光灯就会熄灭，电容会充电，当电容两端的电压达到Vmax时，闪光灯就会导通，如此反复。（电容的放电过程远远短于其充电过程）。 （b） 1：由动态电路的三要素可以求出两次闪光灯闪光之间的电压与时间的表达式，如下。 令R总=R* ， ， 由条件可得R=1091Kohm。