实验五 一阶电路暂态过程研究.doc

实验报告 系别 班级 学号 姓名 课程名称 电路原理 实验日期 实验名称 实验五 一阶电路暂态过程研究 成绩 实验目的：1.研究RC一阶电路的零输入、零状态响应； 2.学会时间常数测量方法； 3.观察时间常数对波形的影响； 实验原理：一阶电路:仅含一个储能元件的线性的电路,且由一阶微分方程描述,称为线性一阶电路。 零输入响应：电路无激励，仅由动态元件初始储能产生的响应称为零输入响应。 零状态响应：电路无初始储能，仅由激励产生的响应称为零状态响应。 用RC串联电路作为一阶电路，观测零输入和零状态响应。 RC一阶电路零输入响应： RC一阶电路零状态响应： τ=RC为电路时间常数。 实验内容： 1．实验电路 一阶电路如图5-1所示 图5-1 RC一阶电路接线图 t=0时，开关指向位置2，此时为零状态响应。电路处于稳态后，再将开关指向位置3，此时为零输入响应。 2.测试一阶电路动态响应波形 （1）测试一阶电路零状态响应波形 打开示波器面板，将开关接至位置2，用示波器观察到零状态响应波形如图5-2所示。 图5-2 RC一阶电路零状态响应波形 （2）测试一阶电路零输入响应波形 打开示波器面板，将开关接至位置2，电容充电达到稳态后，将开关再指向位置3，用示波器观察到零状态响应波形如图5-3所示。 图5-3 RC一阶电路零输入响应波形 3.测量一阶电路时间常数τ （1）用示波器测试RC一阶电路零状态响应波形，出现零状态响应波形后，按“暂停”按钮，将两个探针1、2分别移至输出波形的0值和6.32V，读出两个探针时间间隔，即为时间常数τ。 （2）用示波器测试RC一阶电路零输入响应波形，出现零输入响应波形后，按“暂停”按钮，将两个探针1、2分别移至输出波形的10 V和3.68V，读出两个探针时间间隔，即为时间常数τ。 两次测量值应相同。 4.观察RC一阶电路在矩形波信号激励下的响应 将直流电源换为函数发生器，电阻换成可变电阻或电容换成可变电容，如图5-4所示，设置函数信号发生器输出2Vp/1kHz的方波，用示波器测试输入输出波形。调节R或C，观察波形变化情况，记录波形变化。 图5-4 RC一阶电路波形测试 思考题 1.电路参数变化时对响应有何影响？ 2.用示波器观察RC电路的零输入响应和零状态响应时，激励可以采用什么波形？  实验总结：