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分析基础实验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.观察图示电路的放电过程。求出时间常数τ。画出放电曲线。二、实验任务2.研究RC积分电路和微分电路的特点。RC充放电电路数控智能函数信号发生器、直流数显稳压电源、XD06挂箱中十进制电阻箱及电容器组、导线、数字万用表、慢扫描示波器或秒表。三、实验设备2.设计时间常数τ为1ms的RC积分电路和微分电路，要求算出电路参数、画出电路图。用示波器完成在τ不变，而脉冲信号源周期不同时电路的输入、输出波形的记录。(周期T与时间常数τ之间关系分别为T=0.1τ、T=τ、T=10τ

2、)。说明：仿真实验任务和方法参见三本教材四、实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。利用电容放电(或充电)过程进行的测量一阶RC暂态电路时间常数τ(=RC)的实验方法如下：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(Io)时的0.368(0.632)所经历的时间即可得到时间常数τ。方法二：测出放电电压的变化曲线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,因而得到τ=。RC串联，从电容

3、端输出，当时间常数τ>>T，电路为积分电路。其输出uo≈。RC串联，从电阻端输出，当时间常数τ<<输入信号周期T，电路为微分电路。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档、探棒联接至电路输出端，通过单刀双掷开关连通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，用秒表记录输出电容两端电压从10V下降到3.68V时所经历的时间，即为时间常数τ。或读出该两点X轴对应的坐标，计算T2-T1=τ。实验步骤由于实验误差较大，所以需要采用多次测量取平均

4、值的方法以减小误差。任务一方法二操作：通过数控智能函数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。数控智能函数信号发生器使用方法参见实验1.7串联谐振电路课件介绍2.通过数控智能函数信号发生器B口送出方波作为输入信号，完成τ=1ms的RC微分电路的联接。将示波任务二每对输入、输出波形画在一个坐标系上；CH1和CH2零电位扫描基线调至重叠；CH1和CH2电压衰减旋钮位置调为一致。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=1m

5、s)、10kHz(T=0.1τ=0.1ms)、100Hz(T=10τ=10ms)，分别记录六对输入、输出波形。五、实验报告要求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。2.设计τ为3ms的RC微分电路、积分电路，计算参数，写出实验的简要过程与步骤。3.完成在脉冲信号源周期不同(T=0.1τ、T=τ、T=10τ)时微分和积分电路的输入、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基线调至重叠,两个通道的电压衰减旋钮位置调为一致。用方法一测量τ时，记录放

6、电电压下降为其最大值的0.368倍时所经历的时间，可用秒表或慢扫描示波器读出，因为误差较大，所以需要采用多次测量取平均值的方法以减小误差。