二阶动态电路的响应测试实验报告.docx

HUNAN UNIVERSITY课程实验报告题目：二阶动态电路的响应测试学生姓名：学生学号：专业班级完成日期：2014年12月20号实验内容1、在面板板上搭接RLC串联电路 2、研究RLC串联电路的零状态响应和零输入响应。 电路参数：R=10Ω和电位器R=1K、C=10uF、L=10mH、电源电压Vpp=1V方波。 3、用示波器观测输出Uc（t）、输入Ui（t）的波形，记录过阻尼、欠阻尼和临界阻尼波形。 实验目的1、学习用实验的方法来研究二阶电路的响应，了解电路元件参数对响应的影响。 2、观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解三．实验原理 用二阶微分方程描述的动态电路为二阶电路。如图所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路。 用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。图6.1所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路。可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述： （6-1）初始值为 求解该微分方程，可以得到电容上的电压uc(t)。再根据： 可求得ic(t)，即回路电流iL(t)。 ?式（6-1）的特征方程为：特征值为： (6-2)定义：衰减系数（阻尼系数）自由振荡角频率（固有频率）由式6-2 可知，RLC串联电路的响应类型与元件参数有关。RLC串联电路在换路后的方程为衰减系数。当选择不同的R、L、C参数时，会产生三种不同状态的响应，即过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种状态。 (1)当时，，电路中的电阻过大，称为过阻尼状态。(2)当时，，电路中的电阻过小，称为欠阻尼状态。电压、电流响应具有衰减振荡的特点。(3)当时，，电路中的电阻适中，称为临界状态。暂态过程界于非周期与周期之间，其本质属于非周期暂态过程。实验器材示波器1台 0.1uf电容一个 10欧姆电阻一个 滑动变阻器一个 20mh电感一个 函数信号发生器一台实验电路图 实验数据及波形图欠阻尼 R=154.846? R临界阻尼此时R总=0.54295k?过阻尼数据分析及实验结论衰减系数理论值：求得α=3871.15?/H实际值：α=4487.67 ?/H，比理论值大。其误差主要出现在光标读数上临界阻尼理论值电阻为：=894.42?，实际值为542.85?，误差较大实验心得本实验是在一阶电路的基础上进行的，加深了我对二阶电路响应的认识与理解，