电力工程学院实验报告格式

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1、南京工程学院电力工程学院2010/2011学年第2学期实验报告课程名称电路实验（Ⅱ）实验名称RLC串联电路的零输入响应和阶跃响应班级名称继保092学生姓名顾皞婧学号206090410同组学生姓名实验时间2011.05.09实验地点工程实践中心9-229实验报告成绩：评阅教师签字：年月日电力工程学院二〇〇七年制-12-一、实验目的1．当R变化时，分别观察：过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅振荡时的UC的零输入响应波形和阶跃响应波形。2．通过仿真，分析RLC二阶串联电路参数对响应波形的影响。3．通过仿真，熟悉Multisim9的具体操作，学会创建，编辑电路。

2、二、原理简述能用二阶微分方程描述的电路称为二阶电路，它在电路结构上含有两个独立的动态电路元件。在二阶电路中，给定的初始条件应有两个，它们由储能元件的初始值决定。RLC串联电路的零输入响应，它可用下述线性二阶常微分方程描述：与电路结构参数相关的两个特征根为：A1,A2由初始条件：所决定。(1)当，则为两个不相等的实根，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡放电过程。(2)当，则为两个相等的负实根，电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡放电过程。(3)如果，则为两个不相等的共轭根，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡放电过程。三、实验接线图如图1.1所示，当R变化时，分别

3、观察：过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅振荡是的uc的零输入响应波形和阶跃响应波形。-12-图1.1RLC串联电路的零输入响应和阶跃响应（注：接线图中，开关从上到下是零输入相应，开关从下到上是阶跃响应）（a）临界阻尼，R=2kΩ时。开关由上拨到下时，如图1.2(a)所示;开关由下拨到上时，如图1.2(b)所示。图1.2(a)零输入响应电路-12-图1.2(b)阶跃响应电路(b)R=5kΩ时，零输入响应过阻尼电路。开关由上拨到下时，如图1.3(a)所示;开关由下拨到上时，如图1.3(b)所示。图1.3（a）过阻尼零输入响应电路-12-图1.3（a）过阻尼阶

4、跃响应响应电路(c)欠阻尼，R=10Ω时。开关由上拨到下时，如图1.4(a)所示;开关由下拨到上时，如图1.4(b)所示。图1.4(a)欠阻尼零输入响应电路-12-图1.4(b)欠阻尼阶跃响应电路（d）等幅振荡,R=0Ω时。开关由上拨到下时，如图1.5(a)所示;开关由下拨到上时，如图1.5(b)所示。图1.5（a）等幅零输入响应电路-12-图1.5（b）等幅阶跃响应电路四、仿真结果1．零输入响应临界阻尼电路，R=2kΩ时。开关从上拨到下时，示波器上显示的零输入响应临界阻尼波形如图1.6所示。图1.6零输入响应临界阻尼波形开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃

5、响应临界阻尼波形如图1.7所示。-12-图1.7阶跃响应临界阻尼波形2．零输入响应过阻尼电路，R=5kΩ时，开关从上拨到下时，示波器上显示的零输入响应过阻尼波形如图1.8所示。图1.8零输入响应过阻尼波形-12-开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应过阻尼波形如图1.9所示。图1.9阶跃响应过阻尼波形3．欠阻尼，R=10Ω时，开关从上拨到下时。示波器上显示的零输入响应欠阻尼波形如图1.10所示。图1.10零输入响应欠阻尼波形-12-开关下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应欠阻尼波形如图1.11所示。图1.11阶跃响应欠阻尼波形4．等幅振荡，R=0Ω，时开关从

6、上拨到下时，示波器上显示零输入响应等幅波形如图1.12所示。图1.12零输入响应等幅波形-12-开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应等幅波形如图1.13所示。图1.13阶跃响应等幅波形五、结论本次上机实验利用Multisim软件对RLC串联电路的响应进行了仿真，得出了二阶系统的响应随阻尼比不同而变化的情况，揭示了阻尼比系数和响应曲线之间的关系。只要适当调整R,L,C的参量数值，并对虚拟实验仪器进行合理设置，便可得到理想的RLC串联电路的阻尼振荡曲线，从而形象、准确地反应RLC电路中阻尼振荡的全过程，进而体现了二阶系统的动态性能。电阻R很小的时候，L,C之

7、间能量的交换占主导作用，电阻消耗的能量较小，在整个过程中，波形将呈现衰减振荡的状态，将周期性地改变方向，储能元件也将周期性地交换能量，所以当时，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡放电过程。当电阻R很大时能量来不及交换就再在电阻中消耗掉了，电路只发生单纯的积累或释放能量的过程，所以当时，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡放电-12-过程。零输入响应中，电容在整个过程中一直释放储存的电能，电流始终不改变方向，当t=0时，i=0,当t→∞时，i=0，所以在放电过程中电流必然要经历从小到大再趋于零的变化，电流达到最大值的时候之前，电感吸收能量，建立磁场，之后电感释放能

8、量，磁场逐渐衰减，趋向消失。当时，电路过渡过程的性质