RLC串联电路的暂态过程 - 内蒙古大学物理实验中心.ppt

比较图（6）和图（7）可知：充电暂态过程和放电暂态过程十分相似，只是最后趋向的平衡位置不同。 实验原理 3、RLC串联电路的暂态过程 4、方波信号源 方波信号源输出的电压信号其波形如图（8）所示，这是一种阶跃电压信号，它在0~T/2半周期输出电压为U=E，在T/2~T后半周期输出电压为U=0，以后不断重复。若将这种信号加在前述RC，RL，RLC电路上，则前半周期相当于将K合向1，后半周期相当于K合向2，而后不断重复。 图（8） 实验原理 1．研究RC串联电路的暂态过程 图（9） （1）按图（9）连接电路，取C=0.1μf，R＝2K 实验内容与步骤 (2)调节示波器观察R取表中不同值时,UC的波形,描下各个波形,在波形上标明充电过程和放电过程,分析说明UC的变化规律. (3)将图(9)中C取表中不同值时,观察并描下不同C时电压的波形,在波形上标明充电过程和放电过程说明UC的变化规律. (4)求出图(10)中电压半衰期 ，由公式计算时间常数。 图（10） 实验内容与步骤 (3)将图(11)中L取不同值时UL的波形,观察并描下不同L时电压 的波形,在波形上标明电压增长过程和消失过程,分析说明UL的变化规律. 2.研究RL串联电路的暂态过程 (1)按图(11)联接电路,取L=0.1H＝10mH，R＝200; (2)调节示波器观察R取不同值时UL的波形,描下各对应的波形,在波形上标明UL增长过程和消失过程. 图（11） 实验内容与步骤 3.研究RLC串联电路的暂态过程 图(12) 实验内容与步骤 (1)按图(12)联接电路,取C=0.1μf , L=10mH; (2)调节示波器观察R取不同值时UC的波形,描下各对应的波形,指出哪些是欠阻尼状态波形,以及临界状态波形、分析说明UC的变化规律.(R分别取10 Ω ,100 Ω ,500 Ω,……) （3）取R=500 Ω，读出方波一个周期T中所包含的振动次数N，根据方波的周期 ，计算出欠阻尼振荡周期 ，并与利用（24）式计算出的周期进行比较，求出百分误差。 （4）把实验得到的临界态阻值和 计算值值进行比较，求出百分误差。 3.研究RLC串联电路的暂态过程 实验内容与步骤 （1）什么是暂态过程？RC、RL串联电路的暂态过程各是什么？ （2）RC、RL电路的时间常各是什么？其物理意义各是什么？ （3）RLC串联电路的暂态过程有何特点？ 思考题与参考资料 1．预习思考题 2、实验后思考题 （1）RC串联电路中，若时间常数 远大于方波周期T， UC和i 的波形是什么样的？ （2）RL串联电路中，若时间常数 远大于方波的周期T时，UL和i的波形是什么样的？ （3）在RLC串联电路中，若电源为直流其电压是E，电容两端电压是否会大于E？电容的耐压值要选多大才能保证安全？ 思考题与参考资料 * 下一页 上一页 内容总览 RLC串联电路的暂态特性 实验目的 仪器设备 实验原理 实验内容与步骤 数据处理 思考题 大学物理实验 大学物理实验教学中心 实验目的 1．研究RC、RL串联电路的暂态过程以及各元件在暂态过程中的作用； 2、研究RLC串联电路的暂态过程，加深理解阻尼运动规律。 实验仪器设备 双踪数字存储示波器一台，FB318型RLC电路实验仪一台，导线若干根。 实验原理 RC、RL、RLC电路在直流电源接通或断开的瞬间，电路从一种平衡态过渡到另一种平衡态，这个过渡过程称为暂态过程，在暂态过程中电路处于非稳定变化态，暂态过程的规律在电子技术中有着极广泛的应用。 实验原理 1、RC串联电路的暂态过程 RC串联电路如图（1）所示，当开关K合向1时，电源通过R对电容C充电：直至UC由UC=0到UC=E为止。 然后将K合向2，则电容又通过R放电，直至UC由UC=E到UC=0为止。 图（1） 图（2） 实验原理 （1）充电暂态过程 当K合向1的瞬间，电容上无电荷（q=0）,E全部作用在R上，电路中电流最大（I=E/R），电流通过R向C充电，使C的极板上积累电荷， 并具有UC（UC=q/C），随着q的积累，UC将增大，充电电流将减小。与此同时q及UC增长变慢，充电速度也越来越慢，直至UC=E时，充电过程结束。 实验原理 在整个充电过程中有 q=CUC (1) iR+UC=E