电子实验报告

电子实验报告

篇一：电子实验报告

实验2 一阶电路的过渡过程

实验2.1 电容器的充电和放电

一、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.电容器充电电流的变化为时间函数，画出充电电流曲线图。

4.电容器放电电流的变化为时间函数，画出放电电流的曲线图。

5.测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值。

6.研究R和C的变化对RC电路时间常数的影响。

二、实验器材

双踪示波器 1台

信号发生器 1台

0.1μF和0.2μF电容各1个

1KΩ和2KΩ电阻各1个

三、实验准备

在图2-1和图2-2所示的RC电路中，时间常数τ可以

用电阻R和电容C 的乘机来计算。因此

τ=R

图2-1 电容器的充电电压和放电电压

在电容器充电和放电的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。或者用电容器放电电压曲线图来测量，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。

在图2-2中流过电阻R的电流IR与流过电容器的电流IC相同，这个电流可用电阻两端的电压VR除以电阻R来计算。因此

IR=Ic=VR

/R

图2-2 电容器的充电电流和放电电流

四、实验步骤

1.实验图如下

2.用曲线图测量RC电路的时间常数τ。

τ=121.6799μs

3．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=100.0μs

4．在电子工作平台上建立如图2-2

所示的实验电路，信号发生器和示波器按图设置。单

击仿真电源开关，激活实验电路，进行动态分析。示波器屏幕上的红色曲线为信号发生器输出的方波。方波电压在+5V和0V之间摆动，模拟直流电源电压为+5V与短路。当信号电压为+5V时，电容器通过电阻R放电。当信号电压为0V 对地短路时，电容器通过电阻R放电。蓝色曲线表示电阻两端的电压与时间的函数关系，这个电压与电容电流成正比。在下面的V-T坐标上画出电阻(电容电流)随时间变化的曲线图。作图时注意区分电容的充电曲线和放电曲线。

5.根据R的电阻值和曲线图的电压读数，计算开始充电时的电容电流Ic.

Ic=5.0/1000A=5mA

6．根据R的电阻值和曲线图的电压读数，计算开始放电时的电容电流Ic.

Ic=-5.0/1000A=-5mA

7．用曲线图测量RC电路的时间常数τ。

τ=106.6052μs

8.将R改为2KΩ。单击仿真电源开关，激活电路进行动

态分析。用曲线图测量新的时间常数τ。

τ=198.4805μs

9.根据新的电阻值R，计算图2-2所示的RC电路的新时间常数τ。

τ=200μs

10.将C改为0.2μF,信号发生器的频率改为500HZ。单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。从曲线图测量新的时间常数τ。

τ=392.4393μs

11.根据R和C的新值，计算图2-2所示的RC电路的新时间常数τ。

τ=RC=400μs

五、思考与分析

1.在步骤1中，当充满电后电容器两端的电压Vab有多大？与电源电压比较情况如何？放完电后电容器两端的电压Vab是多少？

Vab=4.9765V

与电源电压基本相等

Vab=0

2.在步骤2，3追踪时间常数τ的测量值与计算值比较情况如何？

两者值相差不大

3.充满电后流过电容器的电流是多少？

I=5mA

4.步骤7中时间常数的测量值与步骤3中的计算值比较情况如何？

两者值相差不大

5.改变R的阻值对时间常数有什么影响？

与R的阻值成正比

6.改变C的容量对时间常数有什么影响？

与C的容量成正比

实验2.2 电感中的过渡过程

一、实验目的

1.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。

2.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。

3.当电感中的电流增大时确定电感两端的电压随时间变化的曲线图。

4.当电感中的电流减小时确定电感两端的电压随时间变化的曲线图。

5.测量RL电路的时间常数并比较测量值和计算值。

6.研究R和L元件值变化时对RL电路时间常数产生的影响。

二、实验器材

双踪示波器1台

信号发生器1台

100mH,200mH电感各1个

1KΩ,2KΩ电阻各1个

三、实验准备

在图2-3中电阻R中的电流iR与电感电流iL相同。这个电流可用电阻两端的电压VR除以电阻R来计算，所以iL=iR=VR/R

在电感中，感应电压VL与电感电流的变化率成正比。因此

VL=L(di/dt)

在图2-3所示的电路中，当电感电流达到静态时，di/d=0，电感两端的感应电压

VL=L(di/dt)=L(0)=0

这就是说，电感电流处于静态时电感看上去好象短路一样，而电源电压将全部加到电阻R的两端。因此，电感中的静态电流IL，可由下式求出

V=ILR+VL=ILR+0=ILR

IL=V/R

其中，V=+10V。

在图2-4所示的RL电路中，当电感电流增加时di/dt