实验五 一阶电路过渡过程的研究
实验5-2 一阶RC电路过渡过程的研究
+ uR(t) -
R=1k C=0.1µ F
图5-2-4
过程报告要求及模板
表 5-2-1 观察一阶RC电路的零输入响应和零状态响应
参数 U=3V ui(t) f=200Hz 波形 波形5-2-1-1 (另附坐标纸绘出) 示波器主要旋钮位置 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV
3. 积分电路 信号发生器输出方波信号，频率1000Hz；幅度3V； 在示波器上显示5个周期。
信 号 + 发 ui(t) 生 器
R + uC(t) -
C
R=10k C=0.1µ F
图5-2-3
预习报告要求及模板
四、实验任务与实验步骤
4. 微分电路 信号发生器输出方波信号，频率100Hz；幅度3V； 在示波器上显示5个周期。
实验报告要求及要求
五、实验数据分析与处理 1. 整理实验数据； 2. 分析处理实验数据； 3. 完成相应计算或生成相应曲线； 4. 给出实验结论； 六、思考题 （见实验指导书）
过程报告要求及模板
表 5-2-3 积分电路
参数 U=3V ui(t) f=1000Hz 波形 波形5-2-3-1 (另附坐标纸绘出) 示波器主要旋钮位置 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV
uC(t)
R=10k C=0.1µ F
波形5-2-3-2 (另附坐标纸绘出)
表 5-2-4 微分电路
参数 U=3V ui(t) f=100Hz uR(t) R=1k C=0.1µ F 波形 波形5-2-4-1 (另附坐标纸绘出) 波形5-2-4-2 (另附坐标纸绘出) 示波器主要旋钮位置 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV 水平档位TIME/DIV 垂直档位VOLTS/DIV
一阶电路过渡过程的研究实验报告
一阶电路过渡过程的研究实验报告一阶电路过渡过程的研究实验报告引言：电路的过渡过程是指电路在初始状态到稳定状态的过程。
在电路设计和分析中，了解电路的过渡过程对于预测电路行为和优化电路性能非常重要。
本实验旨在研究一阶电路的过渡过程，通过实验测量和数据分析，探讨电路的响应特性和时间常数。
实验目的：1. 了解一阶电路的过渡过程；2. 掌握测量电路过渡过程的方法和技巧；3. 分析电路响应特性和时间常数。
实验设备和材料：1. 信号发生器；2. 示波器；3. 电阻；4. 电容；5. 万用表；6. 连接线等。
实验步骤：1. 搭建一阶电路，包括电源、电阻和电容；2. 将信号发生器连接到电路的输入端，设置合适的频率和幅度；3. 连接示波器到电路的输出端，调节示波器的时间基准和垂直灵敏度；4. 开始实验测量，记录电路的过渡过程的波形和数据；5. 根据测量数据，分析电路的响应特性和时间常数。
实验结果和数据分析：通过实验测量和数据分析，我们得到了一阶电路的过渡过程的波形和数据。
根据示波器上显示的波形，我们可以观察到电路的过渡过程是一个指数衰减的过程。
随着时间的推移，电路的输出逐渐趋近于稳定状态。
根据测量数据，我们可以计算出电路的时间常数。
时间常数是衡量电路响应速度的重要参数，它表示电路从初始状态到稳定状态所需的时间。
通过测量波形的衰减时间，我们可以计算出电路的时间常数。
实验讨论：在实验过程中，我们发现电路的时间常数与电阻和电容的数值有关。
较大的电阻和电容会导致较长的时间常数，从而使电路的过渡过程变慢。
这是因为较大的电阻和电容会导致电路的响应速度变慢，需要更长的时间来达到稳定状态。
此外，我们还观察到电路的过渡过程受到输入信号频率的影响。
较高的频率会导致电路的过渡过程变快，而较低的频率会导致电路的过渡过程变慢。
这是因为较高的频率会使电路的响应速度加快，较低的频率会使电路的响应速度减慢。
结论：通过本实验的研究，我们了解了一阶电路的过渡过程，并掌握了测量电路过渡过程的方法和技巧。
实验五一阶RC电路的过渡过程的multisim实验分析解析
实验五 一阶RC 电路的过渡过程实验一、实验目的1、研究RC 串联电路的过渡过程。
2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。
二、实验原理电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过渡到新的稳定状态。
从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程（时间）的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。
电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。
1、RC 电路的零状态响应（电容C 充电）在图5-1 (a)所示RC 串联电路，开关S 在未合上之前电容元件未充电，在t = 0时将开关S 合上，电路既与一恒定电压为U 的电源接通，对电容元件开始充电。
此时电路的响应叫零状态响应，也就是电容充电的过程。
(a) (b)图5-1 RC 电路的零状态响应电路及u C 、u R 、i 随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出t > 0时电路的微分方程为(注：dtdu C i CU q dt dq i c c ===，故,) 电容元件两端电压为其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。
电压u c 按指数规律随时间增长而趋于稳定值。
电路中的电流为电阻上的电压为其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。
2、RC电路的零输入响应（电容C放电）在图5－2（a）所示, RC串联电路。
开关S在位置2时电容已充电，电容上的电压u C= U0，电路处于稳定状态。
在t = 0时将开关从位置2转换到位置1，使电路脱离电源，输入信号为零。
此时电容元件经过电阻R开始放电。
此时电路的响应叫零输入响应，也就是电容放电的过程。
(a) (b)图5－2RC电路的零输入响应电路及u C、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出t >0时的电路微分方程为电容两端电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。
它的初始值为U0，按指数规律衰减而趋于零。
τ=R C式中τ = RC，叫时间常数，它所反映了电路过渡过程所用时间的长短，τ越大过渡时间就越长。
lin实验17知识资料一阶电路过渡过程实验
➢ 其中τ＝RC称为电路的时间常数
三、实验仪器和器材
1. 函数信号发生器 2. 示波器 3. 电阻 4. 电容 5. 电感 6. 实验电路板 7. 短接桥 8. 导线
四、实验内容及步骤
1. RC电路的过渡过程 2. RL电路的过渡过程
1.RC电路的过渡过程
➢ 观察并记录UC(t)曲线 ➢ 观察并记录电路参数对Uc(t)曲线的影响 ➢ 观察并记录UR(t)曲线 ➢ 观察并记录电路参数对UR(t)曲线的影响
观察并记录电路参数对UR（t）曲线 的影响
➢ 将电路参数改为R＝820Ω，C＝0.1μF，函 数信号发生器的设置不变，重复前边实验 步骤。
2.RL电路的过渡2. 观察并记录电路参数对UL(t)曲线的影响 3. 观察并记录UR(t)曲线 4. 观察并记录电路参数对UR(t)曲线的影响
观察并记录电路参数对UR(t)曲线的 影响
➢ 改变参数值R=820Ω，L＝22mH，重复前 边实验内容，观察波形的变化。
实验17 一阶电路过渡过程实验
一、实验目的 二、原理 三、实验仪器和器材 四、实验内容及步骤
一、实验目的
1. 观察一阶电路的过渡过程，研究元件参数 对过渡过程曲线的影响
2. 学习函数信号发生器和示波器的使用方法
二、原理
➢ 正阶跃信号作用下
U C (t) U (1 et / )
➢ 输入负阶跃信号
观察并记录UC(t)曲线
➢ 设定函数信号发生器的波形为矩形波，峰 峰值为2.5V，频率为1KHz，占空比为50%。 取R＝300Ω，C＝0.1μF。
观察并记录电路参数对Uc(t)曲线的 影响
➢ 将电路参数改为R＝820Ω，C＝0.1μF，重 复前边步骤的实验内容。
实验5指导书 一阶电路的研究(电子)
一阶电路的研究一、实验目的1．研究RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点。
2．学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响。
二、实验预习1．打印实验指导书，预习实验的内容，了解本实验的目的、原理和方法。
2．计算各表中要求的参数理论值，写出计算过程。
三、实验设备与仪器1、电路实验箱。
2、信号源，示波器。
四、实验原理1．RC 一阶电路的零状态响应RC 一阶电路零状态响应，即零初始状态响应，就是在零初始状态下，在初始时刻由施加于电路的输入所产生的响应。
RC 一阶电路如图1所示，开关S 在“1”的位置，ｕC ＝0，处于零状态，当开关S 合向“2”的位置时，电源通过R 向电容C 充电，ｕC （ｔ）称为零状态响应，τtU U u -S S c e -=变化曲线如图2所示，当ｕC 上升到S 632.0U 所需要的时间称为时间常数τ，RC τ=。
2．RC 一阶电路的零输入响应一阶RC 电路在没有输入信号的情况下，由电容元件的初始状态u C （0）所产生的电路响应，称为零输入响应。
在图1中，开关S 在“2”的位置电路稳定后，再合向“1”的位置时，电容C 通过R 放电，ｕC （t ）称为零输入响应，τtU u -S c e =变化曲线如图3所示，当ｕC 下降到S 368.0U 所需要的时间称为时间常数τ，RC τ=。
U s 0.632U 图2 零状态响应U s0.368U s 图3 零输入响应U s u c 图1 一阶电路3．测量RC 一阶电路时间常数τ图4 方波激励信号 图5 响应信号图1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图4所示的周期性方波ｕS 作为电路的激励信号，方波信号的周期为T ，只要满足τ52≥T，便可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。
电阻R 、电容C 串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC ，便可观察到稳定的指数曲线，如图5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值(div)a Cm =U ，取(div)0.632a b =，与指数曲线交点对应时间t 轴的ｘ点，则根据时间t 轴比例尺（扫描时间()div s t /），该电路的时间常数)/((div)x div s t ⨯=τ。
一阶动态电路的过渡过程分析
t2
o
u
o
u
线性时不变电容的特性曲线
q
线性时变电容的特性曲线
t1 t2
o
u
非线性时变电容的特性曲线
线性时不变电容
q
所有t
C
1
o
u
线性时不变电容的特性曲线
C为电容两端增加单位电压时 储存电荷的增量 , C是电路参数, 线性时不变电容 C =常数
C q+
u
q(t)、u(t)的参考方向关联
q(t )和 u (t ) 取关联参考方向情况下 q(t ) ? Cu (t)
研究暂态过程，是要认识和掌握这种现象的规 律。
一般可以说，数学分析和实验分析是分析暂 态电路的两种方法。本章内容介绍最基本的数学 分析方法，其理论依据是欧姆定律及克希荷夫定 律。
实验分析方法，将在实验课程中应用示波器 等仪器观测暂态过程中各量随时间变化的规律。
重点讨论的问题是：（ 1）暂态过程随时间变 化的规律；（ 2）影响暂态过程快慢程度的时间常 数。
57
0 1 2 34
6
8 t(s)
-10
图(a)
图(b)
ic(A)
5
0 1 23 45 6 7 8
t(s)
-5
2.2.2 电容VCR的积分式
? u c ( t ) ?
1 C
t
?? i c ( ? ) d ?
ic ( t )= C
du c ( t ) dt
? 1
? uc (t0 ) ? C
t
t0 ic (? )d ?
pc (t ) dt
?
u c (t )ic (t )dt
? uc (t)C
2015电路实验-实验五-一阶二阶电路实验讲义
②微分电路 电路如图 5-6 (a)所示，以电阻电压作为输出，则 du (t ) u R (t ) R i(t ) RC c dt T uc (t ) uR (t ) ， 当电路的时间常数 RC 很小， 即 时， 在方波的激励下， 2 因此， us (t ) uc (t ) ，则
uR (t ) uc (t ) ，因此， uS (t ) uR (t ) ，则
uc (t ) 1 us (t )dt RC
则 uc (t ) 近似与输入电压 us (t ) 对时间的积分成正比，称为积分电路，其波形如图
5 5(b) 所示。
（a） 图 5-5 积分电路及其波形
（b）
图 5-4
响应波形
4.积分电路和微分电路 ①积分电路 电路如图 5-5（a）所示，以电容电压作为输出，则
uc (t )
1 1 u (t ) 1 i(t )dt R dt u R (t )dt C C R RC
T 时，在方波的激励下， 2
当 电 路 的 时 间 常 数 RC 很 大 ， 即
C 0.2 F 的时间常数
2.一阶积分电路
图 5-8 一阶积分电路 选取方波信号源的频率 f 1 kHz，波形如图 5-7(b)所示， C 0.68 F， R 的 取值满足使 RC 5T ，连接一阶积分电路，观测并描绘 us (t ) 、uc (t ) 波形，记录测 量数据。 3.一阶微分电路
f 1 kHz, U Sm 3 V。输入方波如图 5-7(b)所示。
（a） 图 5-7 RC 电路
（b）
（1）用示波器观测 us (t ) 、 uc (t ) 、 i (t ) 波形，描绘波形。 （2）在 uc (t ) 波形上测量时间常数 。 测量① R 1 k ， C 0.1 F ② R 500 ， C 0.1 F ③ R 500 ，
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 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 电路过渡过程的理解，并观察 加深对RC电路过渡过程的理解 加深对 电路过渡过程的理解， 电路参数对响应的影响。 电路参数对响应的影响。 3.学习利用示波器观察 电路充电、放电 学习利用示波器观察RC电路充电 学习利用示波器观察 电路充电、 的过渡过程及测定其时间常数τ的方法 的过渡过程及测定其时间常数 的方法 。
河南理工大学电工电子实验中心
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 、首先用示波器观察输入方波信号， 电压为5V， ＝ 电压为 ，f＝0.2~2kHz，然后将信号接 ， 人电路。用示波器观察并描绘U 人电路。用示波器观察并描绘 R和UC的 波形，并说明此波形为何波形， 波形，并说明此波形为何波形，连线如 C=0.1µF 图。R=1kΩ
波形图
Uc(t) Us 0.632Us 0.368Us t 0 τ 2τ 3τ 4τ 5τ 0 τ 2τ 3τ 4τ 5τ t Uc(t) Us
零状态响应
零输入响应
河南理工大学电工电子实验中心
2、用示波器测定时间常数τ 、用示波器测定时间常数
利用示波器上的坐标可以确定时间常 轴增益， 充电后， 数τ。调整 轴增益，使电容 充电后， 。调整Y轴增益 使电容C充电后 其电压幅值为5.5格 其电压幅值为 格，电容电压上升到电 压幅值的63.2％时(即5.5×63.2％=3.5格) 压幅值的 ％ 即 × ％ 格 对应的时间恰好为τ。同样当电容放电时， 对应的时间恰好为 。同样当电容放电时， 电压下降到电压幅值的36.8％时 电压下降到电压幅值的 ％ (5.5×36.8％=2个格 时对应的时间恰好 个格) × ％ 个格 为τ。 。
一阶rc电路的过渡过程实验报告
一阶rc电路的过渡过程实验报告实验一：一阶RC电路的理论分析一阶RC电路是一种常见的模拟电路。
它由一个电阻器和一个电容器组成。
在这个电路中，电容器表现出一种电学性质，称为电容。
当电容的电压发生变化时，它可以在电路中存储或释放电荷。
我们可以通过理论分析来研究一阶RC电路的特性。
在这个过程中，我们需要了解电阻、电容和电压的基本知识，以及欧姆定律、电流定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律等电路理论方面的基本知识。
我们可以使用一些基本电路方程来描述一阶RC电路的行为。
这些方程包括欧姆定律、电容电压关系和基尔霍夫电压定律。
我们可以通过这些方程来解决电路中的电压和电流，进而得到一阶RC电路的特性。
欧姆定律(V = IR)是电路中最基本的方程之一。
它描述了电路中的电压、电流和电阻之间的关系。
如果我们知道电路中的电压和电阻，我们可以使用欧姆定律来计算电流。
对于一阶RC电路，我们可以使用欧姆定律来计算电阻的电流。
在这个电路中，电流的值是由电压和电阻的值决定的。
我们可以使用公式I = V/R来计算电流。
另一个重要的方程是电容电压关系(Q = CV)。
这个方程描述了电容器在电路中储存和释放电荷的能力。
如果我们知道电容的容量和电荷的电压，我们就可以通过电容电压关系来计算电荷的数量。
在一阶RC电路中，电容的电压随时间的变化可以使用基尔霍夫电压定律来描述。
基尔霍夫电压定律表示，在一个电路中，电压沿电路中的任何路径保持总和等于零。
这个定律是基于电压的守恒原理。
实验二：一阶RC电路的电路图一阶RC电路的电路图如下所示：电路图中包括一个电容、一个电阻和一个电源。
在这个电路中，电源提供一个不变的电压，而电容器和电阻器被连接在一起。
实验三：一阶RC电路的过渡过程实验步骤1. 准备实验设备和材料，并将电路连接起来。
2. 将一个始末电容器连接到电路中。
3. 调整电容器的值，以便于实验。
4. 开始实验。
将电源连接到电路上，并进行实验过渡过程。
电工电子学实验课件：2.一阶RC电路过渡过程的研究
式应选择AC档。 6、 uc和ur波形不能同时测得，需调换电阻、电容位
置分别测量。
7、万用表用后一定要关闭电源。
11
11
一阶RC电路过渡过程的研究
示波器
CH1(us) 信
号
发
生
幅值5V
器
f=500Hz
CH2(uc) CH1（us） CH2(ur)
二仪器设备一阶rc电路过渡过程的研究33三实验原理11rc电路的脉冲序列响应22时间常数的测量一阶rc电路过渡过程的研究44四仪器设备简介11熟悉电子技术实验箱总电源开关电位器器电源芯片插座座发光二极管01开关测试导线一阶rc电路过渡过程的研究5522练习使用信号发生器和交流毫伏表及示波器开关主显副显输入插座开机默认
6
6
一阶RC电路过渡 可变控制 右旋
置调节
至底
扫描时间 选择钮 稳定
波形
示波器两个通道的接地端 在内部是连在一起的
开关 垂直 衰减
耦合 显示 输入 方式 模式 波形
7
7
一阶RC电路过渡过程的研究
8
8
一阶RC电路过渡过程的研究
四、实验内容与步骤
（1）调节信号发生器使其输出幅度Us=2.5V，频率f=500Hz的 方（波2）号取。C=0.1uF，用示波器分别观察R=1kΩ，R=2kΩ两 种情况下us、uc波形，测量电路的时间常数τ值，并记录。
交流毫伏表
主显 副显
开关
输入插座
交流毫伏表其他按钮不允许乱按。
开机默认：
1、量程为自动量程 选择方式，屏幕上 出现auto。
2、主显电压为有效 值，屏幕显示VRC （m为毫伏）。
一阶电路过渡过程实验报告
一阶电路过渡过程实验报告实验3 RC一阶电路响应研究实验报告电路与电子学实验3 RC一阶电路响应研究班级:12计师学号: 2012035144023 姓名:黄月明一、实验目的1( 加深理解RC电路过渡过程的规律及电路参数对过渡过程的理解 2( 学会测定RC电路的时间常数的方法3( 观测RC充放电电路中电阻和电容电压的波形图 4(二、实验原理与说明 1、RC电路的时间常数如图1所示。
将周期性方波电压加于RC电路，当方波电压的幅度上升为U时，相相当于一个直流电压源Us对电容C充电，当方波电图1压下降为零时，相当于电容C通过过电阻R放电。
RC电路的充电过程uc?t??Us1?eRC电路的时间常数用τ表示，τ=RC，τ的大小决定了电路充放电时间的快慢。
对充电而言，时间常数τ是电容电压uc从零增长到63.2% Us所需的时间;RC 电路的放电过程uc?t??Uset?RC，对放电而言，τ是电容电压uc从Us下降到36.8%Us所需的时间。
2、微分电路和积分电路图1的RC充放电电路中，当电源方波电压的周期T τ时，电容器充放电速很快，dudu若uc uR，uc?u，在电阻两端的电压uR=R?i ?RCc?RC，这就是说电阻两dtdt端的输出电压uR与输入电压u的微分近似成正比，此电路即称为微分电路。
当电源方波电压的周期Tτ时，电容器充放电速度很慢，又若uc uR，uR?u，111URidtudt，这就是说电容两端的输出电压ucdt = ????CRCCR与输入电压u的积分近似成正比，此电路称为积分电路。
三、实验步骤1( 时间常数的测定?t?RC?，在电阻两端的电压uc=(1) 实验线路见图1，取R=100Ω，C=1μF，f=1kHz，Us=10v，测量uc从零上升到63.2%Us所需的时间，亦即测量充电时间常数τ1;再测量uc从Us下降到36.8%Us所需的时间，亦即测量放电时间常数τ2;将τ1，τ2记入下面空格处。
《电路分析》一阶过渡过程实验报告
《电路分析》一阶过渡过程实验报告一、实验目的1.测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。
2.掌握有关微分电路和积分电路的概念。
3.熟悉用示波器观测电压波形以及信号源的使用方法。
二、实验原理1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。
要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。
为此，我们利用方波输出的上升沿作为零状态响应的激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的激励信号。
只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。
2.图3-0-1（b）所示的RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
ττ(a) 零输入响应(b) RC一阶电路(c) 零状态响应图3-0-13. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。
一个简单的RCT时串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当满足τ＝RC<<2（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。
因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。
如图3-0-2(a)所示。
利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
(a)微分电路(b) 积分电路图3-0-2若将图3-0-2(a)中的R与C位置调换一下，如图3-0-2(b)所示，由C两端的电压作为响应输出，且当电路的参数满足τ＝T，则该RC电路称为积分电路。
因为此时电路的输出信号RC>>2电压与输入信号电压的积分成正比。
利用积分电路可以将方波转变成三角波。
从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。
三、实验平台NI Multisim 14.0四、实验步骤与数据记录、处理1、观察一阶电路的充放电过程按图3.1调用元件，建立RC充放电电路。
实验五--一阶RC电路的过渡过程实验
实验五一阶RC电路的过渡过程实验一、实验目的1、研究RC串联电路的过渡过程。
2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。
二、实验原理电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过渡到新的稳定状态。
从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程（时间）的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。
电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。
1、RC电路的零状态响应（电容C充电）在图5-1 (a)所示RC串联电路，开关S在未合上之前电容元件未充电，在t = 0时将开关S合上，电路既与一恒定电压为U的电源接通，对电容元件开始充电。
此时电路的响应叫零状态响应，也就是电容充电的过程。
(a) (b)图5-1 RC电路的零状态响应电路及u C、u R、i 随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出t 0时电路的微分方程为电容元件两端电压为其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。
电压u c按指数规律随时间增长而趋于稳定值。
电路中的电流为电阻上的电压为其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。
2、RC电路的零输入响应（电容C放电）在图5－2（a）所示, RC串联电路。
开关S在位置2时电容已充电，电容上的电压u C= U0，电路处于稳定状态。
在t = 0时将开关从位置2转换到位置1，使电路脱离电源，输入信号为零。
此时电容元件经过电阻R开始放电。
此时电路的响应叫零输入响应，也就是电容放电的过程。
(a) (b)图5－2 RC电路的零输入响应电路及u C、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出t >0时的电路微分方程为电容两端电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。
它的初始值为U0，按指数规律衰减而趋于零。
τ= R C式中τ = RC，叫时间常数，它所反映了电路过渡过程时间的长短，τ越大过渡时间就越长。
电路中的电流为电阻上电压为其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。
一阶电路实验
实验五一阶电路实验一、实验目的1、观察一阶电路的过渡过程，研究元件参数改变时对过渡过程的影响。
2、测量并画出电压曲线图和电流曲线图。
3、测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值。
二、实验器材示波器 1台电容 2个电阻 2个三、实验原理及实验电路如图5—1所示为一阶电路电容充电放电电压波形测量电路。
图5—2所示为电容充电放电电流测量电路。
在以上两个RC电路中，时间常数τ可以用电阻R和电容C的乘积来计算。
即：τ＝RC图5—1 电容充电放电电压波形测量电路图5—2 电容充电放电电压波形图在电容器充电、放电过程中电压和电流都会发生变化，只要在充电或放电曲线图上确定产生总量变化63％所需要的时间，就能测出时间常数。
用电容器充电电压曲线图测量的时间常数的另一种方法是，假定在整个充电期间电容器两端的电压以初充电时的速率持续增加，当增大到充满电的电压值时，这个时间间隔就等于时间常数。
或者用电容放电电压曲线来测量，假定在整个放电期间电容器两端的电压以初放电时的速率持续减少，当减少到零时，这个时间间隔也等于时间常数。
图5—3中流过电阻R1的电流I R与流过电容器的电流I C相同，这个电流可用电阻两端的电压U R除以电阻R1来计算。
因此I R＝I C＝U R／R1图5—4所示电容充放电电流波形图。
图5—3 电容充电放电电流波形测量电路图5—4 电容充放电电流波形测量图四、实验步骤1、建立如图5—1所示的实验电路，信号发生器的设置可如图进行。
2、用鼠标左键单击仿真开关，激活实验电路，双击示波器图标弹出面板，观察和记录示波器的波形，如图5—2所示。
在U—T坐标上画出电容电压随时间变化的曲线图。
3、根据图5—1所示的R、C元件值，计算RC电路的时间常数τ。
4、建立如图5—3所示的实验电路，信号发生器的设置可如图进行。
5、用鼠标左键单击仿真开关，激活实验电路，双击示波器图标弹出面板，观察和记录示波器的波形，如图5—4所示。
一阶电路的过渡过程实验报告
《电路与电子学基础》实验实验名称：一阶电路的过渡过程班级：学号：姓名：实验目的：1.充电时电容器两端电压的变化为时间函数，画出充电电压曲线图。
2.放电时电容器两端电压的变化为时间函数，画出放电电压曲线图。
3.测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值。
4.研究R和C的变化对RC电路时间常数的影响。
5.当电感中的电流增大时确定电感电流随时间变化的曲线图。
6.当电感中的电流减小时确定电感电流随时间变化的曲线图。
7.测量RL电路的时间常数并比较测量值和计算值。
8.研究R和L元件值变化时对RL电路时间常数产生的影响。
实验步骤：图2-11.在电子平台上建立如图2-1所示的实验电路，信号发生器和示波器的设置可照图进行。
示波器屏幕上的红色曲线是信号发生器输出的方波。
信号发生器的输出电压在+5V与0之间摆动，模拟直流电压源输出+5V电压与短路。
当输出电压为+5V时电容器将通过电阻R充电。
当电压为0对地短路时，电容器将通过电阻R放电。
蓝色曲线显示电容器两端电压Vab随时间变化的情况。
在下面V-T坐标上画出电容电压Vab随时间变化的曲线图。
作图时注意区分充电电压曲线和放电电压曲线。
2.用曲线图测量RC电路的时间常数τ。
τ=20.440ms3．根据图2-1所示的R,C元件值，计算RC电路的时间常数τ。
τ=RC=1kΩ*20µF=20ms,图2-44．子工作平台上建立如图2-4所示的实验电路，按图2-3对信号发生器和示波器进行设置。
单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。
在示波器屏幕上，红色曲线表示信号发生器的方波输出，信号电压在+10V和0V之间跳变，模拟加+10V直流电压与短路。
当信号电压跳变到+10V时，电感电流将增加直至达到最大静态值，电感电流达到静态后将使电感电压降为0。
当信号电压跳变到0对地短路时，电感电流将减小直至达到0，电感电流到0后将引起电感电压变负，变小。
屏幕上蓝色曲线表示电感两端的电压Vab与时间的函数关系。
一阶RC电路过渡过程的研究
实验7 RC电路的过渡过程一，实验目的：（一）研究一阶RC电路的阶越响应和零输入响应（二）研究连续方波电压输入时，RC电路的输出波形二，实验仪器设备：1、惠普数字记忆示波器HP54603B2、惠普直流稳压电源HPE3611A3、直流电路实验箱4、方波发生器三：实验内容注：实际的电路接法参考后面实验结果中的MULTISIM中的电路图。
（一）RC电路的过渡过程1．将直流稳压电源，电阻，电容串连。
R=100Kohm, C=20 µF, U=5.5V2. 观察Uc 波形，测定时间常数（1）观察充电波形（2）测量时间常数（3）观察放电波形3．更换电阻，使R=10Kohm, 重复以上步骤。
（二）连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程1．将方波发生器，电阻，电容串连。
C=5400 ρF, U=10V，周期为1ms,比率为50％分别观察R=10Kohm和R=100Kohm两种情况下的U和Uc的波形，并记录。
2．将上图中的R、C互换位置，分别观察R=10Kohm和R=100Kohm两种情况下的U和Uc 的波形，并记录。
(三) 研究脉冲分压器的过渡过程具体电路见仿真部分1．调节C1使U2为前后沿比较好的矩形波，记录此时的C1值。
2．改变C1的大小，观察U2波形的失真情况，研究C1的大小与U2波形失真的关系。
(四) 电容并联电路的过渡过程具体电路见仿真部分C1=C2=10µF，换路前K处于不接入状态，Uc1(0)=U=10V, Uc2(0)=0V, t=0时，开关K接入有效电路，即将C2接入。
观察换路前后，Uc1(t)的波形，并将结果画在方格纸上。
四．实验结果（一）RC电路的过渡过程1 R1＝100kohm充电波形：5.5*63%=3.465,则:放电过程:2R2＝10kohm5.5*63%=3.465, 则:放电过程:(二) 连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程1.(1) R=10kohm.(2) R=100kohm2.(1) R=10kohm.(2) R=100kohm(三) 研究脉冲分压器的过渡过程a=0%a=45%a=100%(四) 电容并联电路的过渡过程五．结果分析（一）RC电路的过渡过程通过图形发现：R1=100Kohm时，τ＝2 .0s 理论记算: τ=RC=2sR2=10Kohm时, τ＝0.2s与理论值相符(二) 连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程同时观察呢各自的充放电波形当τ<<T时,与τ与T相当时的Uc,Ur的波形与预习内容中的相符(三) 研究脉冲分压器的过渡过程当Uc形成较好的矩形波形图时, C=1250ρF *45%=562.5Ρf当C1/(C1+C2) < R2/(R1+R2)时, 即a=0%时,如图失真当C1/(C1+C2) > R2/(R1+R2)时, 即a=100%时,如图失真(四) 电容并联电路的过渡过程并联一个电容后,电压重新分配后,电容电压继续充电至10V.电压分配时由于C1=C2, 则依据电荷守恒分配,得电压值恰好为原来的一半,即5V.六.实验小结:这是我第一次通过软件模拟完成得实验.虽然原理不很复杂,但软件得操作也着实训练呢我们得另外一些能力.感觉上,这次实验加深呢我对RC电路的理解和认识.并且更重要的是,给我们一个新的方法和思路去对问题进行验证和思考.同时也提高了我对于MULTISIM这个很棒的软件的掌握.。
一阶电路的过渡过程实验报告
一阶电路的过渡过程实验报告一阶电路的过渡过程实验报告引言：电路是电子学的基础，而一阶电路是最基本且常见的电路之一。
通过对一阶电路的过渡过程进行实验研究，可以更好地理解电路的工作原理和性能特点。
本文将介绍一阶电路的过渡过程实验的目的、实验装置、实验步骤、实验结果及分析，并对实验中遇到的问题进行讨论。
实验目的：1. 了解一阶电路的基本原理和性能特点；2. 研究一阶电路的过渡过程，掌握其响应特性；3. 探究不同参数对一阶电路过渡过程的影响。
实验装置：1. 信号发生器：用于产生输入信号；2. 一阶电路：包括电阻、电容等元件；3. 示波器：用于观测电路的输入输出信号。
实验步骤：1. 搭建一阶电路：根据实验要求，选择适当的电阻和电容值，按照电路图搭建一阶电路；2. 连接信号发生器和一阶电路：将信号发生器的输出端与一阶电路的输入端相连；3. 连接示波器：将示波器的探头分别连接到一阶电路的输入端和输出端；4. 设置信号发生器的参数：根据实验需要，设置信号发生器的频率、幅值等参数；5. 观测电路的过渡过程：调整示波器的触发方式和时间基准，观测电路的输入输出信号，并记录数据；6. 改变电阻或电容值：在实验过程中，可以改变电阻或电容的值，观察其对过渡过程的影响；7. 数据分析：根据实验数据，分析一阶电路的过渡过程特性，并进行讨论。
实验结果及分析：通过实验观测和数据记录，我们得到了一阶电路的过渡过程的波形图和相关数据。
根据波形图，我们可以看到电路的过渡过程包括上升过程和下降过程。
上升过程是指电路输出信号从低电平逐渐上升到稳定的高电平的过程；下降过程则是指电路输出信号从高电平逐渐下降到稳定的低电平的过程。
在过渡过程中，我们可以观察到以下几个重要的参数：1. 上升时间（Rise Time）：指电路输出信号从低电平上升到高电平所需的时间；2. 下降时间（Fall Time）：指电路输出信号从高电平下降到低电平所需的时间；3. 峰值时间（Peak Time）：指电路输出信号达到峰值的时间；4. 峰值幅值（Peak Amplitude）：指电路输出信号的最大幅值；5. 调整时间（Settling Time）：指电路输出信号从过渡过程到达稳态所需的时间。
实验5线性电路的过渡过程
实验五 线性电路的过渡过程一、实验目的1. 初步掌握示波器、信号发生器的使用方法。
2. 研究一阶RC 串联电路过渡过程的基本规律及特点，了解电路参数对输出波形的影响。
二、实验说明1．函数信号发生器按需要可输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。
输出信号的电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。
输出信号的电压频率可以通过频率分挡开关和频率调节旋钮进行调节，并由频率显示窗口显示频率值。
2．正弦交流信号和方波脉冲信号是常用的电激励信号，可由函数信号发生器分别调制提供。
正弦信号的波形参数是幅值U m 、周期T （或频率f ）和初相；脉冲信号的波形参数是幅值U m 、周期T 及脉宽t k 。
3．电子示波器是一种信号图形观测仪器，可测出电信号的波形参数。
从荧光屏的Y 轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（Y 轴输入电压灵敏度V/div 分档选择开关）读得电信号的幅值；从荧光屏的X 轴刻度尺并结合其量程分档（时间扫描速度T/div 分档）选择开关，读得电信号的周期、脉宽、相位差等参数。
为了完成对各种不同波形、不同要求的观察和测量，它还有一些其它的调节和控制旋钮，希望在实验中加以摸索和掌握。
（1）交流电压的测量交流电压的峰峰值=VOLT/DIV （伏/格）×垂直方向格数。
如图5--1中的方波，垂直方向所占格数为2格，此时垂直偏转灵敏度为0.1V/DIV ，则方波的峰峰值V p-p =0.1×2=0.2V 。
（2）周期和频率的测量交流电压的周期T=TIME/DIV(秒/格)×水平方向格数。
（图5--1）如图5--1中的方波，水平方向格数为4格，扫描时间因数选择旋钮为0.2ms/DIV ，则方波的周期T=0.2×4=0.8ms 。
频率f=1/T 。
4．动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。
要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。
为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。
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实验五 一阶电路过渡过程的研究
四 实验内容与步骤
本实验使用图3-5-5所示的一阶电路元件板。
图3-5-5 一阶电路实验元件板
1．观测RC 电路充、放电过程及时间常数的测定
按图3-5-6所示实验电路接线。
分别按表3-5-1中给定的2组数值，选择元件板（如图3-5-5所示）上R 、C 元件。
激励u S 为信号发生器输出的方波电压信号，幅值U m = 3V ，频率为f = 1.5 kHz 。
将激励源u S 和响应u C 的信号分别接入示波器的两个输入通道CH1和CH2，
这时可在示波器的屏幕上观察到激励u S 及响应u C 的变化规律。
完成如下实验任务：
（1）从示波器荧光屏上读出常数τ，记入表3-5-1中。
（2）用示波器观察激励u S 及响应u C 波形，分别按比例描绘在表3-5-1中（用坐标纸按1:1描绘）
（3）继续增大C 的值，定性地观察对响应u C 的影响，并作记录。
（注：删除表3-5-2，删除书中“2. 观察RC 积分电路的波形 ”部分。
）
激
励
u C
u S 图3-5-6 RC 实验电路
表3-5-1 不同参数时的RC 电路充、放电过程
2．观察RC 微分电路的波形
按图3-5-7所示实验电路接线。
分别按表3-5-3中给定的2组数值，选择元件板（如图3-5-5所示）上R 、C 元件，组成RC 微分电路。
激励u S 为信号发生器输出的方波电压信号，幅值U m = 3V ，频率为f =1 .5 k Hz 。
完成如下实验任务：
（1）用示波器观察激励u S 及响应u R 的变化规律。
分别描绘响应u R 的波形在表3-5-3中（用坐标纸按1:1描绘）。
（2）增加R 之值，定性观察对响应的影响，并作记录。
（3）当R 增至1M Ω时，定性观察输入输出波形有何本质上的区别，并作记录。
u R
u S 图3-5-7 RC 微分电路
表3-5-3 不同参数时的微分电路的波形。