三．实验内容
1、测量有源一端口网络等效输入端电阻Req和对外电路的伏安特性。其中U1=5V ,R1=100
? ,U2=4V .R2=50 ?,R3=150 ? 。
2、根据任务１中测出的开路电压Uoc、输入电阻Req，组成的等效有源一端口网络，测量
其对外电路的伏安特性。
3、根据任务１中测出的短路电流Isc、输入电阻Req, 组成的等效有源一端口网络，测量
其对外电路的伏安特性。
四．实验步骤
1、在Capture环境下绘制和编辑电路，包括取元件、连线、输入参数和设置节点等。分
别编辑原电路、戴维南等效电路和诺顿等效电路（等效参数待定），检查无误后存盘。 2、为测量原网络的伏安特性，图２－1中的RL是可变电阻。为此，RL的阻值要在“PARAM”
中定义一个全局变量var（参数值可任意选择如10?、1k?,同时把RL的阻值也设为该变量｛var｝ 。
注：PARAM设置方法是从special库中选取PARAM放置在电路图上，双击该器件在属性
栏左上角的Add New Column/Row ,输入名称var，值1k。如要显示该名称和值在电路图上，在数据栏上右键单击，修改display属性。
3、为测电路的开路电压Uoc及短路电流Isc ，设定分析类型为“DC Sweep?”,扫描变
量为全局变量var ,并具体设置线性扫描的起点、终点和步长。因需要测短路电流，故扫描的起点电阻要尽量小，但不能是０。而欲测开路电压，扫描的终点电阻要尽量大。线性扫描的起点为１P,终点为１G，步长为１MEG。此时不需要中间数据，为了缩短分析时间，步长可以设置大一些。
4、启动分析后，系统自动进入Probe窗口。选择Plot=>Add Plot to Window增加一坐标
轴，选择Trace=>Add?分别在两轴上加I(RL)和V(RL:2)变量。激活显示电流的坐标轴。选择Tools=>Cursor=>Display显示电流的坐标值列表，选择Tools=>Cursor=>Max显示电流的最大值。同样可以显示电压的最大值 。测得I(RL)最大值即短路电流Isc＝130mA，V(RL:2)最大值即Uoc为3.5455V 。则输入端电阻Req=3.5455/0.13=27.273Ω。按测得的等效参数修改电路参数，见2-2。
R0R1100R250R3V2V15Vdc4Vdc150RL{var}V3vdcIsIsG027.273RLn{var}27.273RLd{var}00PARAMETERS:var = 1k0图2-2 修改参数后的电路图
重新设定扫描参数，扫描变量仍为全局变量var，线性扫描的起点为１P,终点为10K，步长为 10K。重新启动分析，进入Probe 窗口。选择Plot=>Add Plot增加两个坐标轴，选择Plot=>X AxisSettings?=>AxisVariable,设置横轴为V(RL:2),选择Trace=>Add?
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分别在三个轴上加I(RL)、I(RLd)和I(RLn)变量。显示结果如图2-3。
0A-100mA-200mAI(RL)0A-100mA-200mAI(RLd)0A-100mASEL>>-200mA0VI(RLn) V(RL:2)0.4V0.8V1.2V1.6V2.0V2.4V2.8V3.2V3.6V图2-3修改参数后的输出伏安特性曲线
五、结论
由输出特性曲线可以看出，这三条伏安特性曲线是完全一样的，从而验证了戴维南定理和诺顿定理的正确性。
六、思考与讨论
1、戴维南定理和诺顿定理使用的条件为：不含受控源的线性网络。
2、通过分析比较图2-3中的三条伏安特性曲线，可以发现三条曲线耦合得非常好，这说
明了戴为南定理和诺顿定理的正确性。即：一个有源一端口网络既可以等效为一个电压源和电阻串联的电路，也可以等效为一个电流源和电导相并联的电路。
3、在测量电路的短路电流和开路电压时，可以通过启动图形工具栏中的十字型标尺，根
据标尺数据显示框读取电流和电压。
4、如果图2-3出现渐增的波形，则是由于电流的正负不一致，但是并不影响实验的结果。
实验三 正弦稳态电路分析和交流扫描分析
一、实验目的
1、进一步学习使用PSPICE软件，熟悉它的工作流程。 2、学习用PSPICE进行正弦稳态电路的分析。
3、学习用PSPICE进行正弦稳态电路的交流扫描分析。
二、实验原理
对于正弦稳态电路，可以用相量法列写电路方程（支路电流法、节点电压法、回路电流法），求解电路中各个电压和电流的振幅（有效值）和初相位（初相角）。PSPICE软件是用相量形式的节点电压法对正弦稳态电路进行分析的。
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三、实验内容与步骤
1、示例实验
(1)正弦稳态分析。其中正弦电源的角频率为10Krad/s，要求计算两个回路中的电流。 a.在capure环境下编辑电路，互感是用符号“XFRM_LINER”表示的。参数设置如下：L1_VALUE，L2_VALUE为自感，COUPLING为耦合系数。
b.设置仿真，打开分析类型对话框，对于正弦电路分析要选择“AC sweep”。单击该按钮后，可以打开下一级对话框“交流扫描分析参数表”，设置具体的分析参数。对于图中的例子，设置为：“Start freq.”输“1592”；“end freq.”输“1592”；“total pts.”输“1”。
c.运行pspice的仿真计算程序，在probe窗口显示交流扫描分析的结果。 d.为了得到数值的结果，可以在两个回路中分别设置电流打印机标示符。
IPRINTR11010Vac0VdcV3C110uTX2IPRINT0
图3-1 正弦稳态分析电路图
其中，电流打印机标示符的属性设置分别为I(R1)和I（C1），设置项有（AC、MAG、PHASE、REAL、IMAG）。仿真计算的输出结果为：
FREQ IM(V_PRINT3) IP(V_PRINT3) IR(V_PRINT3) II(V_PRINT3) 1.592E+03 2.268E-03 8.987E+01 5.145E-06 2.268E-03 FREQ IM(V_PRINT4) IP(V_PRINT2) IR(V_PRINT4) II(V_PRINT4) 1.592E+03 2.004E+00 8.987E+01 4.546E-03 2.004E+00
分析：可以清楚的看出，电源回路中的电流振幅近似等于0，负载回路中的电流振幅等于2A。
四、选做实验
1、以给出的实验例题和实验步骤，用PSPICE独立做一遍，给出仿真结果。
2、对正弦稳态电路进行计算机辅助分析，求出各元件的电流。电路如图3-2，其中，电
压源Us=141.4cos（1000t）V，电流控制电压源的转移电阻为2Ω。
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R31kR4H5H1L11mHR2100Vac0VdcV1222R11+-R53C11000uFIPRINT0图3-2
仿真计算输出结果为：
FREQ IM(V_PRINT1) IP(V_PRINT1) IR(V_PRINT1) II(V_PRINT1) 1.592E+02 4.925E+01 1.482E+00 4.923E+01 1.273E+00 FREQ IM(V_PRINT4) IP(V_PRINT4) IR(V_PRINT4) II(V_PRINT4) 1.592E+02 2.450E+01 -4.484E+01 1.738E+01 -1.728E+01 FREQ IM(V_PRINT5) IP(V_PRINT5) IR(V_PRINT5) II(V_PRINT5) 1.592E+02 2.025E+01 7.136E+01 6.472E+00 1.919E+01 FREQ IM(V_PRINT10) IP(V_PRINT10) IR(V_PRINT10) II(V_PRINT10) 1.592E+02 1.329E+01 5.770E+01 7.105E+00 1.124E+01
3、电路如图3-3，Us=311cos(314t)V，电容是可调的，其作用是为了提高电路的功率因
数λ。试分析电容为多大时，电路的功率因数λ=1。 （参考：当功率因数λ=1时，电源输出电流最小。）
R1
100 V1VOFF = 0 VAMPL = 311FREQ = 50C21
{var}L1
0.2H 2 0PARAMETERS:
图3-3
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6.0A4.0A2.0A0A0I(V1) var10u20u30u40u50u60u70u80u90u100u图3-4 仿真输出结果
五、思考与讨论
1、为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，
试问电路的总电流时增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？ 答：在感性负载上并联电容器后，电路的总电流可能增大也可能减小，具体的变化要看
电容的大小，电容较小时总电流将增大，电容较大时电流将减小。此时感性元件上的电流和功率不变。
2、提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法而不是串联法？所并的电容器是否越
大越好？
答：并联电容的容性无功功率补偿了负载电感中的感性无功功率，理论上可以用串联电
容的方法来提高功率因数，但这样会改变电动机的工作状态，故不用串联电容法来提高功率因数。所并的电容并不是越来越好，太大可能导致过补偿。
实验四 一阶动态电路的研究
一．实验目的
1、掌握PSPICE编辑动态电路、设置动态元件的初始条件、掌握周期激励的属性及对动态电路的仿真方法。
2、理解一阶RC电路在方波激励下逐步实现稳态充放电的过程。 3、理解一阶RL电路在正弦激励下，全响应与激励接入角的关系。
二．实验原理与说明
电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过度到新的稳定状态。从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程（时间）的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。
三．实验内容与步骤
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