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项目13 一阶电路的响应测试 知识目标 掌握换路定律与初始值的确定；掌握一阶电路的零输入 响应、零状态响应、全响应；掌握阶跃函数和阶跃响应。 技能目标 会按要求设计电路；会对电路仿真分析；会搭建实际电 路，并对电路进行测量。 项目13 一阶电路的响应测试 相关知识 换路定律与初始值；一阶电路的零输入响应；一阶电路的零状态响应；一阶电路的全响应；求解一阶电路动态响应的三要素法；阶跃函数和阶跃响应。 任务 任务一 观察电容的充电过程 任务二 观察电容的放电过程 任务三 方波输入的响应 目的 掌握电路过渡过程的特点以及在工程上如何利用这些特点和避免可能带来的危害。 通过微分、积分电路的设计实现以及测量，掌握电路过渡过程的特点与应用 三、任务实施 1、工具材料准备/准备工作 （1）电脑（装有EWB5C电路仿真软件） 1台 （2）函数信号发生器 1台 （3）双踪示波器 1台 （4）实验电路板（面包板）1块 （5）尖嘴钳 1把 （6）偏口钳 1把 （7）电阻、电容以及导线 若干 2、操作方法/步骤 （1）设计一个RC串联电路，画出电路图，选定电路参数。 （2）对设计的电路在EWB5C中进行仿真分析，记录波形。仿真时，参数自己修改。 （3）把直流电压信号去掉，换成方波信号，信号的周期大于10倍的电路时间常数。再观察输入输出波形并记录。 （4）在电路板上搭建RC电路，按照仿真结果，用低频信号发生器产生方波信号，送入电路输入端。示波器观察输入输出波形并记录。 （5）设计一个RL串联电路，对设计的电路在EWB5C中进行仿真分析，查看结果，记录波形。 3．注意事项 （1）RC电路参数选择时，要注意时间常数的大小，避免充电过程太快，示波器难以观察。 （2）输入信号的数值不能过大，以免损坏元件和设备。 二、任务实施 1、工具材料准备/准备工作 （1）电脑（装有EWB5C电路仿真软件） 1台 （2）函数信号发生器 1台 （3）双踪示波器 1台 （4）交流毫伏表 1只 2、操作方法 （1）对RC电路选择一组合适的参数，进行仿真分析。输入正脉冲信号周期大于10倍的电路时间常数。再观察输入输出波形并记录。 （2）根据选择好的参数，搭建好RC电路，用低频信号发生器产生方波信号，送入电路输入端，用示波器观察电容的放电过程，画出曲线。 （3）设计一个RL串联电路，对设计的电路在EWB5C中进行仿真分析，查看结果，记录波形。 三、任务实施 1、工具材料准备/准备工作 （1）电脑（装有EWB5C电路仿真软件） 1台 （2）函数信号发生器 1台 （3）双踪示波器 1台 （4）交流毫伏表 1只 （5）实验电路板（面包板）1块 （6）尖嘴钳 1把 （7）偏口钳 1把 （8）电阻、电容以及导线 若干 2、操作方法/步骤 （1）设计一个RC积分电路，绘出电路图。输入方波信号频率为5KHz、幅度为2V（峰值）。 （2）选择三组不同的RC电路参数，使得输入的方波信号变成三角波信号，仿真分析查看电阻上的电压波形和电容上的电压波形。 （3）选其中的一组参数，在电路板上搭建电路，用低频信号发生器产生频率为5KHz、幅度为2V（峰值）的方波输入信号，用示波器观察输入波形和电阻、电容上波形并记录下来。 （4）改变信号的频率观察输出信号的变化。 （5）将上述积分电路不变，用低频信号发生器产生频率为5KHz、幅度为2V（峰值）的矩形脉冲，脉冲宽度Tw=T/4，其中T为脉冲重复周期、观察输出波形，并记录。 t i 全响应 = 零输入响应 + 零状态响应 或写成： 零输入响应： 动态电路在没有独立源作用的情况下，由初始储能引起的响应。 零状态响应: 零状态的动态电路由外施激励引起的响应。 全响应： 在非零状态的电路中，由外施激励和初始储能共同作用的响应。 （注：动态电路中所有动态元件uc(0+)、iL(0+)都为零的情况叫做零状态。） 3、注意事项 （1）文明使用仪器设备，按钮开关轻按轻拧。 （2）同组成员之间互相配合共同完成。 （3）不做影响他人的事情，不乱动开关。 （4）操作时应保持工位整洁，完成全部操作后应马上把工位清洁干净。 （5）完成后，经老师签字方可离开。 思考与练习 1、在电动机正常运行时，是先切掉负载再关断电源还是先关断电源？ 2、常用的开关和交流接触器等为什么要有灭弧功能？ 3、 电路的过渡过程和哪些因素有关？ 4、电路元件参数如何影响电路过渡过程的长短？ 知识拓展 一、求解一阶电路动态响应的三要素法 由 U0是电路在换路瞬间电容的初始值uC（0+）； U S是电路在时间