惰性電路的正弦穩態特性探究與誤差分析

胡 云，陳彥輝，劉煥峰，許衛東

（西安電子科技大學 通信工程學院，陜西 西安 710071）

0 引 言

在線性時不變電路中，當激勵是正弦電流（電壓）時，其穩態響應也是同頻率的正弦電流（電壓），將這種電路稱為正弦電流電路。目前，世界范圍內電力系統使用的電壓、電流幾乎都采用正弦函數形式，其中大多數問題可以按正弦電流電路分析。此外，復雜波形的電流、電壓都可分解為眾多不同頻率的正弦函數。因此，正弦穩態分析是研究復雜波形激勵電路問題的基礎。

在分析惰性電路的正弦穩態特性時，手工求解一階或二階常系數非齊次線性微分方程較為繁瑣，尤其是對于復雜的電路結構更是需要建立多個電路方程聯立求解，常常令學生無從下手。文獻[1]提出使用仿真軟件MATLAB對典型的正弦穩態電路進行分析與計算，但未涉及電路的建模過程。文獻[2-3]針對當前電路實驗教學中存在的問題，利用Multisim仿真軟件對電路進行建模，方便觀察仿真波形，加深學生對電路現象的理解，但未涉及電路基本物理量的計算與分析。文獻[4-5]同時采用MATLAB語言和SimuLink工具箱分別對典型正弦穩態電路建立仿真模型，并對穩態響應波形進行仿真分析與計算，但只有軟件分析，未涉及硬件電路的測量。

目前，高校的電路實驗教學普遍存在綜合性實驗欠缺的問題，學生只是在實驗過程中完成理論知識點的驗證，在實驗方案的設計、參數選擇、軟硬結合、結果分析等方面受到較大限制，工程實踐能力難以獲得有效提高，不能滿足國家對新工科建設的需求和培養目標。……