rc电路暂态过程实验报告

1、实验1.3 RC电路的暂态过程实验1.3.1 硬件实验1. 实验目的(1) 研究一阶 RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应。(2) 学习用示波器观察在方波激励下，RC电路参数对电路输出波形的影响。2. 实验预习要求(1) 分别计算图 1.3.1 1.3.3中，电容电压在 t = t时的uc ( T及电路时间常数t的理论 值，填入表 1.3.11.3.4 中。(2) 掌握微分电路和积分电路的条件。3. 实验仪器和设备序号名称型号数量1电路原理实验箱TPE _DG1IBIT1台2可跟踪直流稳压电源SS33231台3数字式万用表VC9802A+1块4双通道函数发生器DG 10221台5数字示波器

2、DS1052E1台4. 实验内容及要求(1)测绘uc(t)的零输入响应曲线按图1.3.1连接电路，元件参数为 R= 10 k r = 100, C = 3300 F , Us 由 SS3323 型直流稳压电UsUC源提供。注意：电容 C为电解电容器，正、负极性不能接反(实验箱上各电解电容器的安装极性均为上正图 1.3.1 下负)，否则易造成电容损坏。闭合开关 S,调整直流稳压电源的输出幅度旋钮，用万用表直流电压档监测电容器C上电压 uc ,使其初始值为10 V。打开开关 S,电容 C开始放电过程。在C开始放电的同时，按表 1.3.1给出的电压用手表计时，将测量的时间值记入表1.3.1 o再将U

3、c ()对应的时间(此数值即为时间常数1)记入表 1.3.2中。注意：a)用万用表直流电压档测量uc,用手表计时。b)因放电过程开始时较快，建议测量零输入响应的过程分几次进行计时。将电阻换为 R= 5.6 k , C不变，测量 uc ()对应的时间2，记入表1.3.2注：这组 电阻、电容 参数只要求测量UC () 一个点，不需要测量完整的曲线表 1.3.1uc / V98765uC ( t) =3.68321t / s 10.034 0.074 C.118 0.1690.2290.3290.3970.5310.760(2)测绘Uc(t)的零状态响应曲线按图 1.3.2 连接电路，其中R= 10

4、 k ，C = 3300 F，Us = 10 V。闭合开关 S，将电容器放电，使电容器两端初始电压为零。1.3.3 中。断开S使电容器充电，按表 1.3.3给出的电压进行计时，并将数据记入表再将Uc ()对应的时间3记入表1.3.2中。表 1.3.3US2图 1.3.3uC / V12345uC ( J =6.32789t / s0.0370.0740.1190.169 ().2310.3310.3980.5320.761RR 21 r图 1.3.2(3) 测绘Uc (t)的全响应曲线按图1.3.3连接电路，图中电阻R = 10 k ，r = 100 ，电容 C = 2200F。电压源U S1

5、 = 4 V ， Us1、Us2分别由直流稳压电源的两路输出提供。先将开关 S置于“ 1”，调整直流稳压电源的输出幅度旋钮，用万用表直流电压档监VV测电容器 C上电压Uc，使其初始值为10 V。将S置于“ 2”，按表1.3.4给出的电压进行计时，并记入表1.3.4中。再将uc (4 )对应的时间4记入表1.3.2中。表134uC / V987uC ( ) =6.3254.4t / s0.061L、泊a m J0.1350.2290.314汁【h 普粉時始山 Jef?形的彭魚0.5920.895（4）观察在方波信号激励下，Rc电路的时间常数对输出波形的影响a）按图1.3.4连接RC串联电路，从电

6、阻两端取输出电压。b）加入方波作为输入信号ui，其频率 f = 400 Hz、幅度为 Uipp = 4 V。按表1.3.5的要求，当选取不同的电路参数时，用示波器的两个通道CH1、CH2同时观察、描绘Ui和u。的波形（要求画出其对应关系），并记入表 1.3.5中。c）按图1.3.5连接RC串联电路，从电容两端取输出电压，重复实验步骤b）。注意：a）方波由DG 1022型功率函数发生器的 “功率输出”端提供。b）测量时功率函数发生器、示波器和电路应“共地”。从电阻两端从电容两端取输出电压方波O400Hz4VQR =510C =0.22R = 1kh取输出电压图 1|.3.5方波U ipp =4V

7、R = 1kC = 0.22 FR = 2k0.33 F表 1.3.50.47 F5. 实验总结要求（1）说明在图1.3.1电路中，电阻分别为10 k 和 5.6 k旺-w- v时，对零输入响应曲线和时间常数的影响。V（2）分析RC电路在方波激励下，电路的结构和参数对输出波形的影响，并由实验结果总结积分电路、微分电路的条件。（1）改变R的大小主要是改变值来影响响应曲线的，而对初始态的电压的影响并不大。当电阻由10k Q减小为5.6k Q后，也随之减小，响应时间也减少，表现在曲线上则是曲线斜的率变大。（2） RC越大,Uc越接近输入波形 ,Ur越趋于平缓。积分电路:=RC2T （ T为方波的周期） 微分电路：=RC2T （ T为方波的周期）6. 问题小结在本次实验中，主要是要学会使用软件multisim 进行电路仿真，并分析电路的暂态过程。实验整体来说没有太大的难度，但在操作过程中也有许多需要注意的细节，比如， 在接入示波器时需要注意是否将示波器正确接入了需要测量的结点，否则，显示出的图 像会与理论不符。实验过程中我遇到的问题是，在显示示波器的图像时，发现无法点击开始，显示不 出图像，后来通过同学的帮助，发现在显示另一电路的图像之前需要将其他窗口的电路 示波器图像停止，最终完成了整个实验。ML(J实验报告* 名 UhClf；WiHMU