中国计量学院电路与电子技术实验·2本实验1.10一阶RC电路的暂态过程.ppt

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1、实验1.10一阶RC电路的暂态过程电路基础实验1.观察RC电路充放电过程，掌握时间常数的测量方法。一、实验目的1.观察记录图示电路的放电过程。求出时间常数τ。二、实验任务2.设计时间常数τ为1ms的RC积分电路和微分电路，用示波器观察在脉冲信号源周期不同(与时间常数相比，即输入脉冲宽度T<<τ、T=τ、T>>τ)时的电路输出，记录输入、输出波形。2.研究RC积分电路和微分电路的特点。数控智能函数信号发生器、直流数显稳压电源、XD06电阻挂箱中十进制电阻箱、电容器组、示波器。三、实验设备RC充放电电路u0四、实

2、验原理与步骤在含有电感、电容储能元件的电路中，由于电路结构、参数或电源电压发生突变，在经历一定时间后达到新的稳态，这个过程称为过渡过程或暂态过程。常用的测量一阶RC暂态电路时间常数τ(=RC)的实验方法，一般可利用放电(或充电)过程进行：方法一：记录放电(充电)开始到放电(充电)电压或电流下降(上升)为其初始值Uo时的0.368(0.632)所化的时间即可得到时间常数τ。方法二：测出放电电流的变化曲线u(t)，在u(t)曲线上选择两点(u1、t1)和(u2、t2)，这两点满足关系式u(t)=Uo,故τ=。RC

3、串联，从电容端输出，组成的积分电路。当时间常数τ>>T，其输出uo≈。RC串联，从电阻端输出，组成的微分电路。当时间常数τ<<输入信号周期T，其输出uo≈RC，输出波形为尖脉冲，常用来获得定时触发信号。方法一操作：将直流稳压电源调至万用表示数为10V，接入RC充放电电路中，将示波器扫描速率旋钮置于慢扫描挡、探棒联接至电路输出端，通过双掷开关连通③和①,观察充电过程，当电容两端电压充电至10V后，将③与②接通，记录输出电容两端电压从10V下降到3.68V时所化的时间，即为时间常数τ。方法二操作：通过数控智能函数

4、信号发生器送出方波作为输入信号，将示波器探棒连接至电路输出端，观步骤:1.记录任务1图示电路的放电过程。求出时间常数τ。2.通过数控智能函数信号发生器送出方波作为输入信号，完成τ=1ms的RC积分电路的联接，将示波器两个探棒CH1和CH2分别联接至电路输入、输出端。调节信号发生器的频率，使其分别为1kHz(T=τ=1ms)、10kHz(T=0.1ms<<τ)、100Hz(T=10ms>>τ)，分别记录输入、输出波形(每对输入、输出波形均画在一个坐标系上)。3.τ=1ms微分电路，步骤同2。CH1和CH2零电位

5、扫描基线的位置和电压衰减旋钮位置均调为一致察输出波形，在曲线上选择两点(u1、t1)和(u2、t2)，代入公式计算得到τ。五、实验报告要求2.设计τ为1ms的RC积分电路、微分电路和参数，写出实验的简要过程与步骤。1.完成给出的RC充放电实验电路图的放电波形和τ的记录，计算τ的理论值和实验值的误差。3.完成在脉冲信号源周期不同(T<<τ、T=τ、T>>τ)时积分和微分电路的输入、输出六对曲线记录，得出结论。完成思考题。六、注意事项在观察RC积分电路和微分电路输入、输出六对曲线时，应将示波器两个通道的零电位扫描

6、基线的位置和电压衰减旋钮位置分别调为一致。用方法一测量τ时，记录放电电压下降为其最大值的0.368倍时所化的时间，可用秒表或慢扫描示波器读出，因为误差较大，故需要采用多次测量取平均值的方法以减小误差。