实验六 一阶RL电路的过渡过程实验

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6一阶电路

6一阶电路

电路的电流为:
i C duC dt
C
1
d
dt
t
1t
(U0e RC
)
U0 R
1t
e RC
电阻的电压为: uR uC U0e RC
4
对于零输入响应,电容电压: uC
1t
uC (0 )e RC
1t
U0e RC
其中时间常数 =RC,决定了过渡过程的进展速度
R为电容C两端的等效电阻
uc、 uR、Leabharlann i随时间变化的曲线29将单位冲激电流 i=i( t) 加到初始电压为0,且C=1F的电容,则
电容电压为: uC
1 C
idt 1
C
i (t)dt
1 C
1V
电容电压由0跃变为1V
同理将单位冲激电压 u=u( t) 加到初始值电流为0,且L=1H的
电感,则电感电流为: 1 iL L
1
udt
L
u
(t)dt
电感电压:
uL
L
di dt
t
RI0e
9
例:6-3
励磁电路如图,电压表量程为
50V,开关S动作之前电路为稳态。
t≥0断开开关。求(1)时间常数;(2)
电流的初始值i(0+)和开关断开后 的稳态值 i(∞); (3)电流i和电压
35V
表处的电压 uV; (4)t=0+ 时刻, 电压表处的电压 uV (0+) 。
得:
RC duC dt
uC
US
为一阶线性非齐次微分方程
解为:uC uC uC
一、RC电路的零状态响应
其中非齐次方程的特解
uC
U

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。

《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

《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。

一阶电路

一阶电路

RC
UC=0.632US时
输出波形
△T
R=30KΩ C=1000PF C=3300PF
RC
UC=0.632US时
输出波形
△T
微分电路
(2)观测由 RC组成的微分电路
0.1uF 100 Ω
4.实验内容
R=100Ω, C=0. 1μF
观察响应信号uR 激励信号uS为1KHz、峰峰值为4V的方波信号
1、调节电子仪器各旋钮时,动作不要过猛。实验 前,尚需熟读双踪示波器的使用说明,特别是观察 双踪时,要特别注意那些开关、旋钮的操作与调节 。 2、信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起 (称共地),以防外界干扰而影响测量的标准性。 3、示波器的辉度不应过亮,尤其是光点长期停留 在荧光屏上不动时,应将辉度调暗,以延长示波器 的使用寿命。
10K 3300PF
4.实验内容
示 波 器
R=10KΩ,C=1000PF
观察响应信号uC 激励信号uS为1KHz、峰峰值为4V的方波信号
4.实验内容
R=10KΩ,C=3300PF
观察响应信号uC 激励信号uS为1KHz、峰峰值为4V的方波信号
4.实验内容
R=10KΩ
C=1000PF C=3300PF
4.实验内容
R=0~10KΩ, C=0.1μF 定性观察对响应信
号 uR的影响。
4.实验内容
R=1MΩ, C=0.1μF 观察响应信号 UR
4.实验内容
C=0.1uF R=100 Ω
T/2
0.5ms
RC
输入波形
uS
输出波形
uR
R=1M Ω
0.5ms
积分电路
(3)观测由 RC组成的积分电路

一阶电路的过渡过程

一阶电路的过渡过程

一阶电路的过渡过程1、一阶电路的零输入响应零输入响应:换路后动态电路中没有外施激励,电路响应由动态元件所储藏的能量引起。

一阶电路的零输入响应包括有RC放电电路和RL 放电电路。

2、RC放电电路RC电路的时间常数:对于含有电容的一阶电路,电路的时间常数定义为,时间常数,其中为一阶电路中,除电容以外的含源一端口网络或无源一端口网络的等效电阻。

如:在图1电路中,电阻、电容以及电压源全部为已知参数,开关S 在t=0时刻从位置1合到位置2,开关移动之前电路处于稳态,换路后的、以及流过电路中的电流为:,,图1 RC放电电路图2 电容电压、电阻电压和电路电流随时间的变化根据所求得的、和,可得它们随时间的变化规律如图2所示。

从图22中电压和电流随时间的变化规律,可得结论:1)电流和电压都按照同样的指数规律变化,因电路的特征方程和特征根仅取决于电路的结构和元件的参数,而与变量的选择无关。

2)由于特征根是负值,电流和电压都按同样的指数规律衰减,最终趋于零。

从上可以看出,电压和电流的衰减的快慢取决于指数中的大小。

反映了一阶电路过渡过程的进展速度,越小,过渡过程越快,是讨论过渡过程的一个重要参数。

3、RL放电电路RL电路的时间常数:对于含有电感的一阶电路,电路的时间常数定义为,时间常数,其中为一阶电路中,除电感以外的含源一端口网络或无源一端口网络的等效电阻。

利用微分方程的求解,RL电路响应的电压和电流随时间的变化规律,可得出与RC电路相同的结论。

4、一阶电路的零状态响应零状态响应:换路后动态电路中动态元件所储藏的能量为零,电路响应是由外施激励引起。

零状态响应的时间常数与零输入响应的时间常数的求解相似。

且零状态响应的过渡过程变化规律主要也是由时间常数来决定。

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。

一阶rc电路的过渡过程

一阶rc电路的过渡过程

一阶rc电路的过渡过程
嘿,朋友们!今天咱来聊聊一阶 RC 电路的过渡过程,这可有意思啦!
你想啊,一阶 RC 电路就像是一个有个性的小家伙。

在电源接通的
那一刻,它就开始了自己独特的表演。

电流啊,电压啊,就像一群调
皮的孩子,开始了它们的奇妙旅程。

刚开始的时候,电容就像个贪心的家伙,拼命地吸收电荷,电流也
像个急性子,呼呼地往前冲。

可随着时间慢慢推移,电容渐渐吃饱了,电流也变得不那么着急了。

这就好比你吃蛋糕,一开始大口大口吃,
后来慢慢就饱了,速度就降下来了嘛。

在这个过渡过程中,时间可是个关键角色呢!它就像个指挥家,掌
控着一切的节奏。

时间越久,电容充电越多,电压也逐渐升高,直到
达到一个稳定的状态。

这多像我们的成长啊,随着时间的流逝,我们
也慢慢变得成熟、稳定。

那这个过渡过程到底有多重要呢?这就好比一场比赛,起跑很关键,但途中的调整和坚持也同样重要。

如果没有这个过渡过程,电路可能
就会乱了套,就像一部没有剧情过渡的电影,会让人觉得很突兀。

而且哦,我们还可以通过一些方法来改变这个过渡过程呢!比如改
变电阻或者电容的值,就好像给这个小家伙穿上不同的衣服,它的表
现也会不一样哦。

这是不是很神奇?
想象一下,如果没有一阶 RC 电路的过渡过程,我们的很多电子设备还能正常工作吗?肯定不行啊!所以说,可别小瞧了这个看似简单的过渡过程,它可是有着大作用呢!
总之呢,一阶 RC 电路的过渡过程就像是一场奇妙的冒险,充满了惊喜和未知。

我们要好好去探索它,理解它,这样才能更好地利用它来为我们的生活服务呀!大家说是不是这个理儿呢?。

lin实验17知识资料一阶电路过渡过程实验

lin实验17知识资料一阶电路过渡过程实验
U C (t) Ue t /
➢ 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。

一阶电路过渡过程实验报告

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。

6-电路理论实验报告(一阶电路的响应研究6) (1)

6-电路理论实验报告(一阶电路的响应研究6) (1)

《电路理论》实验报告专业班级: 自动化1904 姓名: 刘卓 学号:201901020428 实验室名称:电工技术实验室 指导老师: 胡鹤宇、张向华 实验日期:2020年6月15日星期一实验六:一阶电路的响应研究一、实验目的1、学习用示波器观察和分析RC 电路的响应;2、掌握一阶电路时间常数的测量方法;3、了解电路参数对电路动态过程的影响。

二、实验仪器THGE-1型实验台、信号发生器、示波器、电阻实验箱等。

三、实验原理1、一阶电路含有电感、电容储能元件的电路,其响应可由微分方程求解。

如果含有储能元件的电路所列写的是一阶微分方程,相应的电路称为一阶电路。

2、RC 电路的零输入响应RC 电路属于一阶电路,如果没有输入信号作激励,由储能元件的初始储能产生的响应称为零输入响应。

图1(a)电路中,电容的初始电压()00c u U -=,微分方程为:0c c duRC u dt+=微分方程的解为()000c t t--RCu U e U e t τ==≥上式中τ=RC 称为时间常数。

RC 电路的零输入响应反映了电容对电阻的放电过程,其c u 的波形见图1(b )所示。

(a ) (b )图1 RC 电路的零输入响应3、RC 电路的零状态响应如果储能元件的初始储能为零,由输入信号作激励引起的响应为零状态响应。

图2(a)电路中,设激励为直流电压源,列写微分方程为:()cc s du RC+u =U t 0dt ≥微分方程的解为()c s s t t --RC u =U 1-e =U 1-e t 0τ⎛⎫⎛⎫≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭RC 电路的零状态响应反映了电容经电阻充电的过程,其c u 的波形见图2(b )所示。

(a ) (b )图2 RC 电路的零状态响应4、RC 电路全响应如果储能元件的初始储能不为零,输入信号也不为零,它们共同引起的响应称为全响应。

RC 电路的全响应有两种表达形式:()010tt c s u U eU -e t ττ--⎛⎫=+≥ ⎪⎝⎭上式说明全响应可以分解为零输入响应分量与零状态响应分量之和。

RL电路的过渡过程

RL电路的过渡过程

RL电路的过渡过程过渡过程是指从一个稳态状态到另一个稳态状态的中间过程。

在RL 电路中,R代表电阻,L代表电感,过渡过程是指当电路中的电流或电压发生变化时,电阻和电感之间的相互作用导致电路中电流或电压逐渐向新的稳态状态变化的过程。

在RL电路中,当电压源或电流源发生突变时,电感上的电压和电流以及电阻中的电流和电压会逐渐的变化直到最终达到新的稳态。

这个过程可以通过欧姆定律和基尔霍夫电压定律来进行分析和计算。

当电压源突然变化时,电感中的电流发生变化。

根据欧姆定律和基尔霍夫电压定律,电流变化会导致电感中的电压也发生变化。

由于电感的特性,电流的变化是缓慢的,因此电感中的电压也是缓慢变化的。

电流和电压的变化服从指数函数的规律,其具体形式取决于电路中的电阻和电感的数值。

过渡过程可以分为两个阶段:自由响应和强迫响应。

自由响应是指在没有外加电源情况下,电路中的电感和电阻之间的相互作用导致的电流或电压的变化。

在自由响应阶段,电流和电压的变化是由电感的特性决定的。

根据基尔霍夫电压定律和欧姆定律可以得到自由响应的微分方程。

将这个微分方程带入求解,可以得到电流和电压随时间的变化规律。

强迫响应是指在有外加电源情况下,电路中的电感和电阻之间的相互作用导致的电流或电压的变化。

在强迫响应阶段,外加电源的作用使得电流和电压的变化更加复杂。

强迫响应可以通过将外加电源视为输入信号,将电感和电阻视为系统响应,应用输入输出关系进行分析。

在整个过渡过程中,电感中的电流和电压的变化逐渐减小,最终达到新的稳态。

这个过程的时间取决于电路中的电感和电阻的数值,以及外加电源变化的速度。

通过计算和模拟可以得到过渡过程的详细特性。

总之,RL电路的过渡过程是指从一个稳态到另一个稳态之间的中间过程,其中电流和电压的变化是由电感和电阻之间的相互作用导致的。

过渡过程可以分为自由响应和强迫响应两个阶段,并且最终会达到新的稳态。

通过分析欧姆定律和基尔霍夫电压定律,可以得到过渡过程的微分方程并进行求解。

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

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。

电工学实验-一阶过渡过程

电工学实验-一阶过渡过程

一阶过渡过程
正阶跃信号作用下
U C (t ) = U (1 − e − t / τ )
输入负阶跃信号
U C (t ) = Ue − t / τ 其中τ RC称为电路的时间常数 其中τ=RC称为电路的时间常数
时间常数的测量
一阶过渡过程的观察-RC电路 电路 一阶过渡过程的观察
CH1 CH2
方波Us=2Vp方波Us=2Vp-p, Us=2Vp f=1kHz R=100Ω C=0.2μF C=0.2 F
由于控制电源开关的动作相对于电路的时间常数 太大无法观察(对于R=100欧姆,电容为0.15 R=100欧姆 0.15微法 太大无法观察(对于R=100欧姆,电容为0.15微法 时时间常数为15微秒)。 15微秒 时时间常数为15微秒)。 利用方波信号可以代替电源的开关同时观察一阶 过渡过程的零输入和零状态两个过程: 过渡过程的零输入和零状态两个过程:由方波的 上升沿引起的响应为零状态; 上升沿引起的响应为零状态;由方波的下降沿引 起的响应为零输入响应; 起的响应为零输入响应; 用方波观察一阶过渡过程的条件: 用方波观察一阶过渡过程的条件:方波的周期要 大于5倍的时间常数。 大于5倍的时间常数。 时间常数的物理意义是当输入响应衰减到初始值 36.8%或零状态上升到稳态值的63.2%时所需要 或零状态上升到稳态值的63.2% 的36.8%或零状态上升到稳态值的63.2%时所需要 的时间。 的时间。
一阶过渡过程
本实验是学会用实验的方法(用电子测量仪器) 本实验是学会用实验的方法(用电子测量仪器) 去观察它的响应过程。 去观察它的响应过程。 由于从动态元件两端看进去的电路, 由于从动态元件两端看进去的电路,若干电阻 可以等效为一个电阻, 可以等效为一个电阻,因此为了研究方便取简 单的RC RL电路形式来测量 RC或 电路形式来测量。 单的RC或RL电路形式来测量。

一阶电路暂态过程的研究实验报告

一阶电路暂态过程的研究实验报告

一阶电路暂态过程的研究实验报告一、实验目的1、观察一阶电路中电阻、电容和电感在接通和断开电源时的暂态过程,理解其物理现象。

2、学习使用示波器测量一阶电路的暂态响应,掌握示波器的基本操作。

3、研究一阶电路中时间常数对暂态过程的影响,加深对时间常数的理解。

4、通过实验数据的分析和处理,验证一阶电路暂态过程的理论。

二、实验原理一阶电路是指可以用一阶微分方程来描述的电路,通常包含一个储能元件(电容或电感)和一个耗能元件(电阻)。

在一阶电路中,当电路的结构或参数发生变化时(如电源的接通或断开),电路会经历一个暂态过程,然后达到一个新的稳态。

(一)一阶 RC 电路的暂态过程对于一阶 RC 串联电路,当开关 S 闭合时,电源通过电阻 R 向电容C 充电,电容两端的电压逐渐上升,直到达到电源电压。

其充电过程的电压表达式为:\(u_C(t) = U(1 e^{\frac{t}{RC}})\)其中,\(U\)为电源电压,\(R\)为电阻值,\(C\)为电容值,\(t\)为时间,\(RC\)称为时间常数,用\(\tau\)表示。

当开关 S 断开时,电容 C 通过电阻 R 放电,电容两端的电压逐渐下降,其放电过程的电压表达式为:\(u_C(t) = Ue^{\frac{t}{RC}}\)(二)一阶 RL 电路的暂态过程对于一阶 RL 串联电路,当开关 S 闭合时,电源通过电阻 R 向电感L 充电,电感中的电流逐渐上升,直到达到稳定值。

其充电过程的电流表达式为:\(i_L(t) =\frac{U}{R}(1 e^{\frac{Rt}{L}})\)其中,\(U\)为电源电压,\(R\)为电阻值,\(L\)为电感值,\(t\)为时间,\(\frac{L}{R}\)称为时间常数,用\(\tau\)表示。

当开关 S 断开时,电感 L 通过电阻 R 放电,电感中的电流逐渐下降,其放电过程的电流表达式为:\(i_L(t) =\frac{U}{R}e^{\frac{Rt}{L}}\)三、实验设备与器材1、示波器2、函数信号发生器3、直流电源4、电阻箱5、电容箱6、电感箱7、导线若干四、实验步骤(一)一阶 RC 电路暂态过程的研究1、按照电路图连接一阶 RC 串联电路,其中电阻\(R\)取\(100\Omega\),电容\(C\)取\(10\mu F\)。

电路实验:实验六一阶电路的暂态响应

电路实验:实验六一阶电路的暂态响应

实验六项目名称:一阶电路的暂态响应一、实验目的1.研究一阶RC 电路的充电和放电特性。

2.了解测定RC 电路时间常数的方法。

3.用示波器观察RC 电路的方波响应。

二、实验原理1.电路时间常数的测定方法RC 电路充放电时,其时间常数τ值的大小决定电容充电和放电的快慢。

当电路过渡过程持续时间t 为τ值的4~6倍时,可认为电路达到稳定状态,过渡过程基本结束。

实验测定τ的值,一般有以下几种方法:(1)充电时,由)1()(/τt S C eU t u --=可知,当t=τ时,S C U u 63.0=,于是在充电曲线)(t u C 上找出S C U u 63.0=的点所对应的时间即为τ值,如图6- 1(a)所示。

图6- 1 电路时间常数 τ值的测定(2)在电流曲线)(t i 上任取a 和b 两个点。

如图6-1 (b)所示。

由于a ,b 两点在曲线)(t i 上,所以a 、b 两点的坐标a[i 1,t 1]和b[i 2,t 2]满足方程τ/t S e RU i -=。

通过代换可得)/ln(2112i i t t -=τ(3)在电流曲线)(t i 上任取一点D ,过D 点作切线DF 和垂线DE ,如图6-1 (c)所示。

则次切距EF 的长度便是τ的值,即τα==tg DEEF 。

2.RC 电路的方波响应(a) (b)图6-2 微分电路(a ) (b) 图6-3 积分电路(1) 图6-2(a)是微分电路,输入电压u i 为图6-2(b)所示的矩形脉冲电压,T 为脉冲电压的周期,τ>>T 。

由于τ=RC 与T 相比小得多,电容的充放电在远小于T 的时间内即可完成。

图6-2(b)画出了电压u C 和u 0的波形,其中过渡过程的时间宽度是放大画出的。

在大多数时间内,i C u u ≈,而dtduRC R dt du Cu i C ≈⋅=0,即输入电压i u 和输出电压0u 近似成微分关系。

(2) 图6-3(a)是积分电路,输入电压i u 是周期为T 的矩形脉冲电压,τ<<T 。

电工电子学实验课件:2.一阶RC电路过渡过程的研究

电工电子学实验课件:2.一阶RC电路过渡过程的研究
夹在一起,红色线接至信号端。 5、在使用示波器显示交流信号时,输入信号耦合方
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
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一阶RC电路过渡过程的研究
示波器
CH1(us) 信



幅值5V

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
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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
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一阶RC电路过渡过程的研究
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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)。

一阶电路的过渡过程实验报告

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

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.。

RL电路的过渡过程

RL电路的过渡过程

RL 电路的过渡过程摘 要:一个电路从原来的稳定状态向新的稳定状态变化需要经过另一个时间过程,这就是电路的过渡过程。

电路的过渡过程虽然往往很短暂,但它的作用和影响很重要。

本文将用数学分析方法对RC 及RL 一阶线性电路进行全面分析,目的就在于认识和掌握有关的规律,利用过渡过程特性的有利的一面,对其有害的一面进行预防或抑制。

关键词:过度过程,放电过程,充电过程,零状态,非零状态I .RC 电路的过渡过程1.1 RC 电路的放电过程设开关原在位置2,电路达到稳态后,电容电压等于U,在0t =时开关突然倒向位置1,则在0t ≥时,按照基尔霍夫电压定律列出电路方程 因为 Cdu i Cdt= 故得 0CC du RC u dt+= (1)这是一个一阶、线性、常系数、齐次微分方程,其通解为将上式代入式(1),消去公因子,ptAe 则得到该微分方程的特征方程 该特征方程根(特征根)为 因此,式(1)的通解为其中A 为待定的积分常数,由初始条件确定。

根据换路定律,换路瞬间电容上的电压不能突变,即在0t +=时,C u =U ,故有A =U 。

于是微分方程(1)的解为t t RCC u UeUe τ--== (2)将电容电压C u 随时间的变化曲线画在图(2)(a )中,这是一个指数曲线,其初始值为U ,衰减的终了值为零。

式(2)中τ=RC ,称为RC 电路的时间常数,它决定了电压C u 衰减的快慢。

τ的单位 即τ代表时间,其单位为秒。

当t =τ时8.36718.21===-UU u e c ℅U 可见时间常数τ等于电压C u 衰减到初始值U 的36.8%所需的时间。

可以证明,指数曲线上任一点的次切距的长度ab 都等于τ,见图(2)(b ),图中在0t t =点曲线的变化率 它就是曲线在c 点的切线的斜率。

在直角三角形abc 中 故图(1)RC 电路(a ) (b )这就意味着,如果在0t t =点,按曲线在该点的切线cb 的斜率衰减,经τ秒后电容上的电压C u 就会衰减到零。

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dtdiL实验六一阶RL电路的过渡过程实验一、实验目的1、研究RL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、实验原理在电路中,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、RL电路的零状态响应(电感L储存能量)图6-1 (a) 是RL串联电路。

在t = 0时将开关S合上,电路既与一恒定电压为U的电压接通。

根据克希荷夫电压定律,列出t≥0时电路的微分方程为i R + = U(a) (b) (c)图6-1RL电路的零状态响应电路及、、随时间变化曲线电路中的电流为电阻上电压为电感上的电压为其随时间的变化曲线如图6-1(b)、(c)所示。

2、RL电路的零输入响应(电感L释放能量)在图6-2(a) 所示RL串联电路,开关S是合在位置2上,电感元件中通有电流。

在t = 0时将开关从位置2合到位置1,使电路脱离电源,RL电路被短路。

此时电路为零输入响应。

(a) (b) (c)图6-2RL电路的零输入响应电路及、、随时间变化曲线根据克希荷夫电压定律,列出t≥0时电路的微分方程为电路中的电流为其随时间的变化曲线如图6-2 (b) 所示。

它的初始值为I 0,按指数规律衰减而趋于零。

式中τ叫做时间常数,它反映了电路过渡过程时间的长短。

电路中电阻上电压为电路中电感上电压为其随时间的变化曲线如图6-2(c)所示。

3、时间常数τ在RL串联电路中,τ为电路的时间常数。

在电路的电路零状态响应上升到稳态值的63.2%所需要时间为一个时间常数τ,或者是零输入响应减到初始值的36.8%所需要时间。

虽然真正电路到达稳定状态所需要的时间为无限大,但通常认为经过(3—5)τ的时间,过度过程就基本结束,电路进入稳态。

三、实验内容及步骤1、脉冲信号源在实际实验中,采用全数控函数信号发生器的矩形波形做为实验信号电源,由它产生一个固定频率的矩形波,模拟阶跃信号。

在矩形波的前沿相当于接通直流电源,电容器通过电阻充电。

矩形波后沿相当于电路短路,电容器通过电阻放电。

矩形波周期性重复出现,电路就不断的进行充电、放电。

在EWB 仿真实验中,选用Sources 元器件库里的时钟源(Clock )作为脉冲信号源,它可以产生用户设定的固定频率矩形波,起到实际实验中实验信号电源的作用。

在时钟源元器件属性(Clock Properties )对话框中,Value/Frequency 选项可改变时钟源发出方波的频率,Value/Duty cycle 选项可改变时钟源发出方波的占空比,Value/Voltage 选项可改变时钟源发出方波的电压幅值。

2、 示波器操作的简单介绍图6-3(a )示波器图标 图6-3(b )示波器面板从Instruments 元器件库中可调出示波器(Oscilloscope ),其图标如上图6-3(a )所示,该示波器是双通道的,其上的4个接线端分别是接地、触发、A 通道和B 通道。

若被测电路已经接地,那么示波器可以不再接地。

但在实际应用中常利用示波器的接地点以便于观测,例如:欲测电路中a 、c 两点间的电压波形和b 、c 两点间的电压波形(a 、b 、c 并非被测电路的接地点),则可将A 通道和B 通道分别接到被测电路的a 、b 两点上,示波器的接地点接到被测电路的c 点上,则仿真后在示波器面板上观测到的A 通道显示的波形即是被测电路a 、c 两点之间的电压波形,B 通道显示的波形即b 、c 两点间的电压波形,欲测任务也就完成了。

指针1处读数指针2处读数指针1、2处读数差面板恢复背景颜色ASC Ⅱ保存示波器的读数为峰值图6-3(c)示波器展开面板鼠标双击示波器图标后得到示波器的面板如上图6-3(b )所示,各标识含义已在图中标明。

当点击“Expand ”(面板展开)后,即可看到如图6-3(c )所示的示波器展开面板。

该扩展面板与原面板上可设置的主要参数有:时基控制面板展开触发控制X 轴偏置Y 轴偏置外触发输入自动触发Y 轴输入方式(1)时基(Time Base)设置范围:0.10ns~ls/Div时基设置用于调整示波器横坐标或X轴的数值。

为了获得易观察的波形,时基的调整应与输入信号的频率成反比,即输入信号频率越高,时基就应越小,一般取输入信号频率的1/3~1/5较为合适。

(2)X轴初始位置(X-Position)设置范围:-5.00~5.00该项设置可改变信号在X轴上的初始位置。

当该值为0时,信号将从屏幕的左边缘开始显示,正值从起始点往右移,负值反之。

(3)工作方式(Axes Y/T,A/B,B/A)Y/T工作方式用于显示以时间(T)为横坐标的波形;A/B和B/A工作方式用于显示频率和相位差,如李沙育(Lissajous)图形,相当于真实示波器上的X-Y或拉Y工作方式。

也可用于显示磁滞环(Hysteresis Loop)。

当处于A/B工作方式时,波形在X轴上的数值取决于通道B的电压灵敏度(V/Div)的设置(B/A工作方式时反之)。

若要仔细分析所显示的波形,应在仪器分析选项中选中“每屏暂停”(Pause after each screen)方式,要继续观察下一屏,可单击工作界面右上角的“Resume”框,或按F9键。

(4)电压灵敏度(V olts per Division)设置范围:0.01mV/Div~5kV/Div该设置决定了纵坐标的比例尺,当然,若在A/B或B/A工作方式时也可以决定横坐标的比例尺。

为了使波形便于观察,电压灵敏度应调整为合适的数值。

例如,当输入一个3V 的交流(AC)信号时,若电压灵敏度设定为1V/Div,则该信号的峰值显示在示波器屏幕的顶端。

电压灵敏度的设定值增大,波形将减小;设定值减小,波形的顶部将被削去。

(5)纵坐标起始位置(Y Position)设置范围:-3.00~3.00该设置可改变Y轴起始点的位置,相当于给信号迭加了一个直流电平。

当该值设为0.00时,Y轴的起始点位于原点,该值为 1.00时,则表示将Y轴的起始点向上移一格(oneDivision),其表示的电压值则取决于该通道电压灵敏度的设置。

改变通道A和通道B 的Y轴起始点的位置,可使两通道上的波形便于观察和比较。

(6)输入耦合(Input Coupling)可设置类型:AC,0,DC当置于AC耦合方式时,仅显示信号中的交流分量。

AC耦合是通过在示波器的输入探头中串联电容(内置)的方式来实现的,像在真实的示波器上使用AC耦合方式一样,波形在前几个周期的显示可能是不正确的,等到计算出其直流分量并将其去除后,波形就会正确地显示。

当置于DC耦合方式时,将显示信号中交流分量和直流分量之和。

当置于0时,相当于将输入信号旁路,此时屏幕上会显示一条水平基准线(触发方式须选择AUTO)。

(7)触发(Trigger)①触发边沿(Trigger Edge)若要首先显示正斜率波形或上升信号,可单击上升沿触发按钮;若要首先显示负斜率波形或下降信号,可单击下降沿触发按钮。

②触发电平(Trigger Level)设置范围:-3.00~3.00触发电平是示波器纵坐标上的一点,它与被显示波形一定要有相交点,否则屏幕上将没有波形显示(触发信号为AUTO时除外)。

③触发信号(Trigger)内触发:由通道A或B的信号来触发示波器内部的锯齿波扫描电路。

外触发:由示波器面板上的外触发输入口(位于接地端下方)输入一个触发信号。

如果需要显示扫描基线,则应选择AUTO 触发方式。

(8)面板扩大(Expand )按下面板上的Expand 按钮可将示波器的屏幕扩大。

若要记录波形的准确数值,可将游标1(通道A )或游标2(通道B )拖到所需的位置,时间和电压的具体测量数值将显示在屏幕下面的方框里。

根据需要还可将波形保存(所有文件名为 *.SCP ),用于以后的分析。

Reverse 键用来选择屏幕底色,按下Reduce 键可恢复原状态。

双通道示波器用于显示电信号大小和频率的变化,也可用于两个波形的比较。

当电路被激活后,若将示波器的探头移到别的测试点时不需要重新激活该电路,屏幕上的显示将被自动刷新为新测试点的波形。

为了便于清楚地观察波形,建议将连接到通道A 和通道B 的导线设置为不同的颜色。

无论是在仿真过程中还是仿真结束后都可以改变示波器的设置,屏幕显示将被自动刷新。

若示波器的设置或分析选项改变后,需要提供更多的数据(如降低示波器的扫描速率等),则波形可能会出现突变或不均匀的现象,这时需将电路重新激活一次,以便获得更多的数据。

也可通过增加仿真时间步长(Simulation Time Step )来提高波形的精度。

图6-4 RL 过渡过程电路图 图6-5 RL 过渡过程EWB 仿真实验电路图如图6-4所示,在本实验中,当信号源发出的方波由低电平向高电平跳变时,电路发生零状态响应,通过示波器可以观测到U R 、U L 的波形;当信号源发出的方波由高电平向低电平跳变时,电路发生零输入响应,同样可通过示波器观测U R 、U L 的波形。

若观测到的两组波形符合R 、L 零状态、零输入响应的理论波形(可与前述实验原理部分对照),则该实验测量部分即成功完成。

3、实验步骤(1) 打开EWB 软件,选中主菜单Circuit/Schematic Options/Grid 选项中的Show grid ,使得绘图区域中出现均匀的网格线,并将绘图尺寸调节到最佳。

(2) 在Sources 元器件库中调出1个Ground (接地点)和1个Clock (时钟源)器件,从Basic元器件库中调出1个Resistor (电阻)和1个Inductor (电感)器件,最后从Instruments 元器件库中调出Oscilloscope (示波器)器件,按图5-5所示排列好。

(3) 双击Clock (时钟源)器件,得到其对应的元器件属性(Clock Properties )对话框,在Value/Frequency 里修改信号源发出方波的频率,本实验频率选择默认的1000Hz ;在Value/Duty cycle 里修改方波的占空比,本实验选择默认的50%;在Value/V oltage 里修改方波电压的幅值,本实验选择2V 。

脉冲信号源LR(4)改变电阻R的阻值为300Ω,电感L的容量为22mH。

(5)将示波器的接地点接到被测电路R、L之间,将A通道接到信号源与电阻R之间,并通过双击连线改变连线的颜色为红色,将B通道接到电感L的负端即被测电路的接地点上,同时改变连线的颜色为绿色。

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