实验十一 二阶串联电路暂态响应

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1、实验十一RLC二阶串联电路暂态响应一、实验目的（1）了解电路参数对RLC串联电路瞬态响应的影响。（2）进一步熟悉利用示波器等电子仪器测量电路瞬态响应的方法。二、实验原理RLC串联电路零输入响应，电路过渡过程的性质完全由特征方程：的特征根：来决定，式中(1)如果，则为两个不相等的负实根，电路过渡过程的性质为阻尼的非振荡过程。(2)如果，则为两个不相等的负实根，电路过渡过程的性质为阻尼的非振荡过程。(3)如果，则为两个不相等的负实根，电路过渡过程的性质为阻尼的非振荡过程。改变电路参数R、L或C均可使电路发生上述不同性质的过程。从能量变化的角度来说明，由于RLC电路中存在着

2、两种不同性质的贮能元件，因此它的过渡过程就不仅是简单的积累能量和释放能量，还可能发生电容的电场能量和电感的磁场能量相互反复交换的过程，这一点决定于电路参数。当电阻比较小时（该电阻应该是电感线圈本身的电阻和回路中其余部分电阻之和）。电阻上消耗的能量较小，而L和C之间的能量交换占主导位置。所以电路中的电流表现为振荡过程，当电阻较大时，能量来不及交换就再在电阻中消耗掉了，使电路只发生单纯的积累或释放能量的过程，即非振荡过程。在电路发生振荡过程时，其振荡的性质可以分为三种情况：（1）衰减振荡：电路中电压或电流的振荡副度按指数规律减小,最后衰减到零。（2）等幅振荡：电路中电压或

3、电流的振荡副度保持不变,相当于电路中电阻为零，振荡过程中不消耗能量。（3）增幅振荡：电路中电压或电流的振荡副度指数规律增加,相当于电路中存在负电阻，振荡过程中逐点得到能量补充。所以，RLC二阶电路瞬态响应的各种形式与条件可以归结如下：①非振荡过程阻尼状态②非振荡临界阻尼状态③衰减振荡状态④等幅振荡状态⑤增幅振荡状态必须注意，最后两种状态的实现，电路中须接入付电阻元件。三、实验内容与要求（1）实验接线如图11所示。图中L、C、R均为电感、电容、电阻元件，改变电阻的参数可获得各种响应状态。信号发生器的输出接地端与示波器的输出接地端连接。振荡电路中电流I和R上产生取样信号电

4、压与示波器的Y输入端既能观察测量的波形与数值。测定RLC电路非振荡临界响应时，必须仔细观察振荡电流是否经过最大值后逐渐衰减至零，如果电流衰减中有变向至负值再衰减为零说明还是振荡状态。（2）选信号源方波频率为50Hz，输出幅度2V固定不变，L可用互感器原边或副边线圈，如果需要改变电感量可以将线圈顺向串联。C选用0.2μf，R用电阻箱可在100~1K范围内改变，观察并描绘，以及的响应波形。（3）观察RL及RC一阶电路的瞬态响应，并分析它们的特点。四、实验报告（1）根据实验数据按比例会出RLC串联二阶电路的，以及时的响应曲线，并加以比较分析。（2）绘出RC和RL一阶电路的瞬

5、态响应曲线，并分析比较特点。