rc电路暂态过程实验报告

1、实验1.3RC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 1.3.11.3.3中，电容电压在 t = 时的 uC()及电路时间常数的理论值，填入表 1.3.1 1.3.4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DS

2、1052E1 台9 / 9文档可自由编辑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= 10kWr= 100W，C= 3300mF，US由 SS3323型直流稳压电源提供。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下负），否则易造成电容损坏。RrS+US-C+uC-图 1.3.1 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

3、时，将测量的时间值记入表 1.3.1。 再将uC(t)对应的时间（此数值即为时间常数t1）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=5.6kW，C不变，测量uC(t)对应的时间t2，记入表1.3.2。注：这组电阻、电容参数只要求测量 uC (t) 一个点，不需要测量完整的曲线。表 1.3.1uC / V98765uC (t) =3.68321t / s0.0340.0740.1180.1690.2290.3290.3970.5310.760（2） 测绘 uC ( t)的零状态响应

4、曲线 按图 1.3.2连接电路，其中 R= 10kW，C= 3300mF，US = 10V。 闭合开关 S，将电容器放电，使电容器两端初始电压为零。 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 1.3.3中。 再将uC(t)对应的时间t3记入表1.3.2中。表 1.3.3uC / V12345uC (t) =6.32789t / s0.0370.0740.1190.1690.2310.3310.3980.5320.761+US1-SC+uC-+USC+-+uC-SRR21rUS2图 1.3.2（3） 测绘 uC ( t)的全响应曲线图 1.3.3 按图 1.3.3

5、连接电路，图中电阻 R= 10kW，r= 100W，电容 C= 2200mF。电压源US1 = 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测电容器 C 上电压 uC，使其初始值为 10V。 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(t4)对应的时间t4记入表1.3.2中。表 1.3.4uC / V987uC (t) =6.3254.4t / s0.0610.1350.2290.3140.5920.895（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

6、影响。a) 按图 1.3.4连接 RC串联电路，从电阻两端取输出电压。b) 加入方波作为输入信号 ui，其频率 f= 400Hz、幅度为 Uipp= 4V。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uo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”。表 1.3.5项目参 数电路及波形参 数电路及波形电路图从电阻两端C从

7、电容两端R取输出电压+ui-R+uo-取输出电压+uiC-+uo-图 1.3.4图 1.3.5输入方波f =400HzUipp=4VOuit方波f =400HzUipp=4VOuit输出R = 510WC = 0.22mFR = 1kWC = 0.22mFR = 1kWC = 0.47mFR = 2kWC = 0.33mFR = 1kWC = 33mFR = 10kWC = 0.33mF5.实验总结要求（1） 说明在图 1.3.1电路中，电阻分别为 10kW和 5.6kW时，对零输入响应曲线和时间常数t的影响。（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t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减小为5.6k后，t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: t = RC2T（T为方波的周期）微分电路: t = 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