阶电路的动态响应

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1、一阶电路的动态响应一、实验原理含一个储能元件，并可以用一阶微分方程来描述的电路，称为一阶电路。如图所示的RC串联电路，输入为一个阶跃电压Usε(t)（ε(t)为单位阶跃函数），电容电压的初始值为uc(0+)=U0，则电路的全响应为解得：1、零输入响应当Us=0，电容的初始电压Uc(0+)=Uo时，电路的响应称为零输入响应。当t=时间常数=RC时，uc=0.368Uo。2、零状态响应当电容电压初始值Uc(0+)=0，而输入为阶跃电压us=Us（t）时，电路的响应称为零状态响应。二、实验方法1、在multisi

2、m中搭建电路2、选用虚拟示波器，观测输入波形（方波信号）和输出波形（电容电压信号）3、选择合适的扫描速度，能够得到合适充放电波形(图为充电时间刚刚好的图1)（图为充电时间过短的情况图2）4、在虚拟示波器中读出在一个时间常数时的电容电压值与时间常数三、multisim仿真结果仿真图1仿真图2仿真图3四、实验数据表1R=0.985k、C=0.1μF、f=10kHZT/s0μ-82μ-176μ-242μ-330μUc/v-15.23.212.814.4-3.2Us/v3.603.683.7640.16UR/V18

3、.20.48-9.04-10.43.36时间常数/s9.85*10-5表2R=218.5、C=0.1μF、f=2kHZT/s0μ-82μ-176μ-242μ-330μUc/v-17.616.019.620-16.8Us/v3.043.683.9240.16UR/V20.64-12.32-15.68-1616.96时间常数/s2.185*10-5表3R=218.5、C=0.01μF、f=2kHZT/s0μ-82μ-176μ-242μ-330μUc/v-16.82020.820.8-20Us/v3.044.08

4、4.084.160.16UR/V19.84-15.92-16-16.6420.16时间常数/s2.185*10-6五、数据分析1、根据表1数据显示，方波周期长短较于充放电时间刚好，即近视相等，显示波形图与结果图1、仿真图1结果相吻合。2、根据表2、3数据显示，方波周期相比较于充电时间过长，充电过程很快，与结果图2、仿真图3所示结果吻合。3、仿真图2显示为方波周期过短，充电过程还没充完就开始放电。