Multisim 2001 在电路分析中的应用
教学提示：Multisim 2001 几乎可以仿真实验室内所有的电路实验。但仿真实验是在不考虑元件的额定值和实验的危险性等情况下进行的，因此，在确定某些电路参数(如最大电压)时，应该认真地考虑一下客观现实问题。除了实验测试，利用应该认真地考虑一下客观现实问题。除了实验测试，利用  Multisim 2001 的电路分析方法，还可以对大多数电路进行理论计算。本章重点介绍如何利用本章重点介绍如何利用  Multisim 2001 对电路分析中的基本定律和分析计算方法进行仿真验证。基本定律和分析计算方法进行仿真验证。
教学要求：教学要求：熟练掌握电路分析中基本定律、熟练掌握电路分析中基本定律、熟练掌握电路分析中基本定律、定理的仿真验证；定理的仿真验证；熟练掌握电阻电路、一阶动态电路、单相正弦电路的仿真分析方法。电路、单相正弦电路的仿真分析方法。
1. 电路的基本定律
电路的基本定律包括两类：一是由于元件本身的性质所造成的约束关系，即不同的元件要满足各自的伏安关系，足各自的伏安关系，如欧姆定律；如欧姆定律；如欧姆定律；二是由于电路元件之间的连接方式所造成的约束关系，二是由于电路元件之间的连接方式所造成的约束关系，二是由于电路元件之间的连接方式所造成的约束关系，即即电路元件之间的互连必然导致各支路的电压或电流有联系或有约束，
如基尔霍夫定律。电路元件之间的互连必然导致各支路的电压或电流有联系或有约束，如基尔霍夫定律。
1.1  欧姆定律欧姆定律
欧姆定律给出了线性电阻两端的电压和流过电阻的电流之间的关系. 
【例1】电路如图所示，电源】电路如图所示，电源  U 1=5V ，电阻，电阻  R 1=10 & ，求流过，求流过  R 1的电流。的电流。
例 8.1 电路图电路图                        例 8.1 仿真电路图仿真电路图
解：根据欧姆定律可得，R 1的端压为的端压为  5V ，流过，流过  R 1的电流为的电流为  0.5A 。在。在  Multisim 2001 的电路窗口中创建图路窗口中创建图  8.2 所示的电路，启动仿真，图所示的电路，启动仿真，图  8.2 中电压表、电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。
1.2  基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律
基尔霍夫电压定律(KVL)反映了支路电压之间的约束关系. 
multisim电流表在哪【例2】如图所示的电路中，已知】如图所示的电路中，已知  R 1＝120 & ，R 2＝40 & ，R 3＝80 & ，U ＝12V 。试求各电阻上的电压阻上的电压  U 1、U 2、U 3的值，并验证的值，并验证  KVL 定律。
定律。
例 8.2 电路图电路图
解：根据欧姆定律和解：根据欧姆定律和  KVL 定律可得，U 1=6V ，U 2=2V ，U 3=4V 。在。在  Multisim 2001 的电路窗口中创建图窗口中创建图  8.4 所示的电路，启动仿真，图中电压表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同，并且理论计算与电路仿真结果相同，并且  U 1+U 2+U 3= U ，验证了，验证了  KVL 定律。定律。
例 8.2 仿真电路图仿真电路图
1.3 基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律
基尔霍夫电流定律(KCL)反映了支路电流之间的约束关系。反映了支路电流之间的约束关系。
【例3】电路如图所示，电压源】电路如图所示，电压源  U =12V ，电阻，电阻  R 1=20 & ，R 2=40 & ，R 3=60 & ，求流过电压源的电流源的电流  I 。
例 8.3 电路图电路图
解：根据欧姆定律可得，流过流过  R 1、R 2、R 3的电流分别为的电流分别为  I 1=0.6A ，I 2=0.3A ，I 3=0.2A 。由 KCL 的 I = I 1+ I 2+ I 3=1.1A 。在。在
Multisim 2001 的电路窗口中创建如图所示的电路，启动仿真，图中电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。中电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。
例 8.3 电路图电路图
2  直流电阻电路的分析
电路的分析方法与组成电路的元件、电路的分析方法与组成电路的元件、激励源以及电路结构有关，激励源以及电路结构有关，激励源以及电路结构有关，但其基本方法是相同的。但其基本方法是相同的。但其基本方法是相同的。本本节主要介绍节主要介绍  Multisim 2001 在由线性电阻和独立源组成的电路中的应用。在由线性电阻和独立源组成的电路中的应用。
2.1  网孔电流分析网孔电流分析
网孔电流分析是以网孔电流为变量列网孔电流分析是以网孔电流为变量列  KVL 方程求解电路的方法。方程求解电路的方法。
【例4】电路如图所示，电压源】电路如图所示，电压源  U 1=8V ，U 2=6V ，电阻，电阻  R 1=20 & ，R 2=40 & ，R 3=60 & 。试用网孔电流分析法求网孔Ⅰ、Ⅱ的电流。用网孔电流分析法求网孔Ⅰ、Ⅱ的电流。
例 8.4 电路图电路图
解：假定网孔电流在网孔中顺时针方向流动，假定网孔电流在网孔中顺时针方向流动，用网孔电流分析法可求得网孔Ⅰ、用网孔电流分析法可求得网孔Ⅰ、用网孔电流分析法可求得网孔Ⅰ、Ⅱ的电流分Ⅱ的电流分别为别为  127mA 、-9.091 mA 。在。在  Multisim 2001 的电路窗口中创建图所示的电路，启动仿真，图中电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。图中电流表的读数即为仿真分析的结果。可见，理论计算与电路仿真结果相同。
例4 仿真电路图仿真电路图
2.2  节点电位分析节点电位分析
节点电位分析是以节点电位为变量列节点电位分析是以节点电位为变量列  KCL 方程求解电路的方法。当电路比较复杂时，节点电位法的计算步骤非常繁琐，但利用但利用  Multisim 2001 可以快速、
方便地仿真出各节点的电位。【例5】电路如图所示，试用】电路如图所示，试用  Multisim 2001 求节点求节点  a 、b 电位。电位。
例 8.5 电路图电路图
解：如图所示电路为解：如图所示电路为  3 节点电路，指定参考点节点电路，指定参考点  c 后，利用后，利用  Multisim 2001 可直接仿真出节点 a 、b 的电位，仿真结果见图的电位，仿真结果见图  8.10 中电压表的读数，V a =7.997V ，V b =12.000V ，与理论计算结果相同。计算结果相同。
例 8.5 仿真电路图仿真电路图
2.3  叠加定理叠加定理
叠加定理可表述为：叠加定理可表述为：在线性电路中，在线性电路中，在线性电路中，如果有多个独
立源同时作用时，如果有多个独立源同时作用时，如果有多个独立源同时作用时，任何一条支路上的电流任何一条支路上的电流或电压，等于各个独立源单独作用时对该支路上产生的电流或电压的代数和。或电压，等于各个独立源单独作用时对该支路上产生的电流或电压的代数和。
【例6】电路如图所示，试用叠加定理求流过电阻】电路如图所示，试用叠加定理求流过电阻  R 2的电流的电流  I  及其两端的电压及其两端的电压  U 。
例 8.6 电路图电路图
解：图中电流表、电压表的读数为电流源、电压源同时作用时流过电阻R 2的电流I 及其两端的电压的电
压  U 。图中电流表、图中电流表、电压表的读数为电压源单独作用时流过电阻电压表的读数为电压源单独作用时流过电阻电压表的读数为电压源单独作用时流过电阻  R 2的电流的电流  I 1及其两端的电压的电压  U 1。图中电流表、电压表的读数为电流源单独作用时流过电阻。图中电流表、电压表的读数为电流源单独作用时流过电阻  R 2的电流的电流  I 2及其两端的电压端的电压  U 2。可见，I = I 1+ I 2，U = U 1+ U 2，电路仿真结果与理论计算相同。，电路仿真结果与理论计算相同。
电压源、电流源同时作用时仿真结果电压源、电流源同时作用时仿真结果
电压源单独作用仿真结果电压源单独作用仿真结果
电流源单独作用仿真结果电流源单独作用仿真结果