实验十五一阶电路过渡过程的研究.ppt

实验十五 一阶电路过渡过程的研究 一、实验目的 1.研究一阶网络的零状态响应和零输入响应的基本规律及其特点 2.加深对RC电路过渡过程的理解，并观察电路参数对响应的影响。 3.学习利用示波器观察RC电路充电、放电的过渡过程及测定其时间常数τ的方法 。 二、实验仪器设备 1.智能电工实验装置 1套 2.信号源 1台 3.双踪示波器 1台 三、实验原理 波形图 2、用示波器测定时间常数τ 利用示波器上的坐标可以确定时间常数τ。调整Y轴增益，使电容C充电后，其电压幅值为5.5格，电容电压上升到电压幅值的63.2％时(即5.5×63.2％=3.5格)对应的时间恰好为τ。同样当电容放电时，电压下降到电压幅值的36.8％时(5.5×36.8％=2个格) 时对应的时间恰好为τ。 四、实验内容与要求 1、首先用示波器观察输入方波信号，调节电压为5V，f＝0.2~2kHz，然后将信号接人电路。用示波器观察并描绘UR和UC的波形，并说明此波形为何波形，连线如图。R=1kΩ C=0.1μF 2、零状态响应 开关S先闭合，电路与直流稳压源Us＝10V相接，当开关S打开时，为电容充电。过渡过程开始，随时间增长，电容两端的电压Uc(t)逐渐增大，经3τ一5τ，过渡过程即充电过程结束，电路达到稳态。用示波器测UC的波形，记下响应的波形，记录数据，并用实验的方法计算出τ的值。 3、零输入响应 开关S先闭合，电路与直流稳压源Us=10V相接，当开关S打开时，电容储存的电场能开始释放，即电容放电。用示波器测UC的波形，记下响应的波形，记录数据，并用实验的方法计算出τ的值。 五、实验注意事项 六、实验报告要求 1、绘出有关的实验接线图，并说明实验原理。 2、根据示波器测量的一阶电路波形，在坐标纸上分别画出所测的实验结果曲线。 3、对结果进行讨论和说明。 七、思考题 1、如何要用示波器观察一阶电路电阻电压的波形，应如何接线？ 2、在RC串联电路中，如果电路的时间常数τ=0.04s，则示波器的水平扫描速度“S/DIV”应为多少才能看到完整的波形？ 河南理工大学电工电子实验中心 * 1、RC电路的过渡过程 零输入响应 零状态响应 零状态响应 零输入响应 t Uc(t) Uc(t) Us Us 0.632Us 0.368Us 0 τ 2τ 3τ 4τ 5τ t 0 τ 2τ 3τ 4τ 5τ CH1 示波器 CH2 开关S打开时 为电容充电 开关S 先闭合 开关S先闭合 开关S打开时电容放电 示波器与信号源的公共接地端一定要连接在一起。 在观察Uc(t)和Ur(t)的波形时，其幅度相差很大，注意调节电压轴上面的小旋钮，以利于观察。