实验三 RLC串联电路的暂态过程实验报告
rlc串联电路的稳态特性实验报告
rlc串联电路的稳态特性实验报告实验目的：本实验旨在通过实验研究RLC串联电路的稳态特性，探究电感、电阻和电容对电路稳态响应的影响，并验证理论计算结果。
实验原理：RLC串联电路是由电感、电阻和电容依次串联而成。
在交流电源的作用下，电感、电阻和电容分别产生不同的响应，从而影响电路的稳态特性。
实验步骤：1. 将电感、电阻和电容依次串联，组成RLC串联电路。
2. 将交流电源接入电路，调节电源频率为一定值。
3. 使用示波器测量电路中电压和电流的波形。
4. 记录示波器上观察到的电压和电流的振幅、相位差等数据。
5. 改变电源频率，重复步骤3和4，记录不同频率下的数据。
实验结果与分析：通过实验测量得到的电压和电流波形数据，可以得出以下结论：1. 当电源频率接近电感的共振频率时，电感对电路的阻抗最小，电流振幅最大。
这是因为在共振频率下，电感和电容的阻抗相互抵消，电路中的电流得到最大增强。
2. 当电源频率远离电感的共振频率时，电感对电路的阻抗逐渐增加，电流振幅逐渐减小。
这是因为电感对高频信号的阻抗较大，导致电路中的电流减弱。
3. 电容对电路的阻抗与频率成反比关系。
当电源频率较低时，电容对电路的阻抗较大，电流振幅较小。
随着频率的增加，电容的阻抗逐渐减小，电流振幅逐渐增大。
4. 电阻对电路的阻抗不随频率变化。
电阻对电路的阻抗始终保持不变，不影响电流的振幅和相位。
通过实验结果的分析，可以得出以下结论：1. 在RLC串联电路中，电感、电阻和电容对电路的稳态响应有着不同的影响。
2. 电感在共振频率附近对电路的阻抗最小，电流振幅最大。
3. 电容的阻抗与频率成反比关系，频率越高，电容的阻抗越小。
4. 电阻对电路的阻抗不随频率变化，对电流的振幅和相位没有影响。
实验结论：通过对RLC串联电路的稳态特性实验的研究，我们验证了电感、电阻和电容对电路稳态响应的影响。
实验结果表明，电感在共振频率附近对电路的阻抗最小，电流振幅最大；电容的阻抗与频率成反比关系；电阻对电路的阻抗不随频率变化。
RLC电路暂态特性研究
1．RC电路
T方波 t / ms UC / V UR / V 0 1/5 2/5 1/2 3/5 4/5 1
2．RLC电路
T Uc t / ms UC / V 0 1/2 1 3/2 2
R 1 K C 0 .1 F
2．RLC电路
R 60 R 47 R L 内 L 0 . 01 H
1．RC电路暂态过程的观测
（ 1 ）把方波信号发生器、电阻 R=0~4.7K 、 电容C=0.1F，示波器按图接线。 （2）调节可调电阻R，观察VC 和VR的波形。 （3）记录电阻 R=1K、电容C=0.1F，VC 和VR的波形． (4) 测量半衰期 T1/2 ，求出 τ 的实验值，并与 理论值τ=RC进行比较．
(1)
初始条件：充电时 t=0，Uc=0； 放电时 t=0，Uc=E。 由此得方程（1）的解为 充电过程
放电过程
) U E ( 1 e C
t
t
RC
UR Ee
t
t
UC Ee
UR Ee
UC、UR均按指数规律变化。
充电时电容器上电压UC是按指数逐渐上升， UR按指数逐渐减小。 而放电时UC则按指数逐 渐减小， UR 反向，按指数逐渐减小。
1．RC串联电路
当电键合向“ 1” 时，电源 E 通过 R 对电容 C 充 电，直到电容两端电压等于E；在电容充电后， 把电键合向“2”，电容C将通过R放电。
充电时
dU C iC dt U iR 0 放电时 c
U iR E c
dU 1 E c U c dt dU 1 c Uc 0 dt
2
此电路的各物理量均呈现振荡特性． UC的 振幅按指数衰减，它随时间的变化如图所 示，欠阻尼振荡状态。为振荡角频率
RLC暂态实验报告
RLC暂态实验报告摘要：本实验通过搭建RLC电路实验仪器，测量了电路中电压、电流随时间的变化情况，通过对实验数据的分析，揭示了RLC电路在不同电阻、电感和电容条件下的暂态特性，并根据实验结果讨论了电路中的能量转移和电流振荡现象。
关键词：RLC电路、暂态特性、电流振荡、能量转移引言：RLC电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C）构成的电路，它是电工中非常常见的一种电路。
在RLC电路中，电阻、电感和电容之间的相互作用会导致电路的暂态特性，如电流振荡、能量转移等。
了解RLC电路的暂态特性对于电路设计和故障诊断都具有重要意义。
本实验主要通过测量和分析RLC电路中电压、电流的变化情况，以及研究不同电阻、电感和电容条件下电路的暂态特性。
实验仪器与方法：1.实验仪器：RLC电路实验箱，数字示波器，信号发生器等。
2.实验方法：(1)按照实验电路连接图，搭建实验电路。
(2)设置信号发生器的频率和幅值，通过示波器测量电路中电压和电流。
(3)改变电阻、电感、电容的数值，记录电路中电压、电流的变化情况。
(4)分析实验数据，研究电路的暂态特性。
实验结果与分析：1.不同电阻条件下的电路暂态特性：随着电阻值的增加，电路的阻尼增大，电流振荡的周期逐渐减小。
当电阻较小时，电路阻尼较小，电流振荡的周期较大；当电阻较大时，电路阻尼较大，电流振荡的周期较小。
2.不同电感条件下的电路暂态特性：随着电感值的增加，电路的振荡频率减小，振荡持续时间延长。
当电感较小时，电路的振荡频率较高，振荡持续时间较短；当电感较大时，电路的振荡频率较低，振荡持续时间较长。
3.不同电容条件下的电路暂态特性：随着电容值的增加，电路的振荡频率增加，振荡持续时间减小。
当电容较小时，电路的振荡频率较低，振荡持续时间较长；当电容较大时，电路的振荡频率较高，振荡持续时间较短。
讨论与结论：通过实验我们发现，RLC电路的暂态特性与电阻、电感和电容之间的关系密切相关。
当电阻较小时，电路中的能量转移相对较慢，电流振荡周期较大；当电感较小时，电路中的振荡频率较高，振荡持续时间较短；当电容较小时，电路中的振荡频率较低，振荡持续时间较长。
RLC串联电路的
图2实验15 RLC 串联电路的暂态过程RLC 电路的暂态特性在实际工作中十分重要，例如在脉冲电路中经常遇到元件的开关特性和电容充放电的问题；在电子技术中常利用暂态特性来改善波形或是产生特定波形。
但是在某些情况，暂态特性也会造成危害，例如在接通、切断电源的瞬间，暂态特性会引起电路中电流、电压过大，这将造成电器设备和元器件的损坏，这是需要防止的。
【目的要求】1、 观察RC 、RL 电路的暂态过程，理解电容、电感特性及时间常数τ的物理意义；2、 观察RLC 串联电路的暂态过程，理解阻尼振动规律；3、 学会用示波器测量时间 【仪器用具】DH4503－2RLC 实验仪 SS －5702A 双踪示波器【实验原理】电压由一个值跳变到另一个值时称为“阶跃电压”，如图1所示。
在阶跃电压作用下，RLC 串联电路由一个平衡态跳变到另一个平衡态，这一转变过程称为暂态过程。
在此期间电路中的电流及电容、电感上的电压呈现出规律性的变化，称为暂态特性。
这一过程主要由电容、电感的特性所决定。
在实验中观察分析RLC 串联电路暂态过程中电压及电流的变化规律。
一、RC 电路的暂态过程电路如图2，当电键K 合向“1”时，直流电源E 通过R 对电容C 充电；在电容C 充电后，把电键K 从“1”合向“2”，电容C 将通过R放电。
根据克希荷夫电压定律，分别得出充电和放电过程的方程。
{EiR u iR u c c =+=+充电过程放电过程0 （1）将dtdu Ci c=代入（1）式得： 充电过程RC Eu RC dt du c c =+1 ， 0=t 时，0=c u ； （2） 放电过程01=+c c u RCdt du ， 0=t 时，E u c =。
（3） 方程的解分别为：充电过程 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-=-=,RC t e 1E U RC t Ee Ru RC t e RE i C或（4）tt图 1图4图5放电过程 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=--=--=,RC t EeU RCt Eeu或RC t e R E i c R（5）由上述公式可知，在充电过程中，c u 和I 均按指数规律变化，充电时c u 逐渐加大，而放电时则逐渐减小。
rlc电路暂态过程实验报告
rlc电路暂态过程实验报告实验目的：通过实验观察RLC电路的暂态过程，了解电路中电感、电容和电阻的作用。
实验原理：RLC电路是由电感、电容和电阻组成的串联电路。
在电路中加入直流电源后，电路中的电流和电压会随着时间的变化而发生变化，这种变化过程称为暂态过程。
在暂态过程中，电路中的电流和电压会经历一定的变化过程，最终趋于稳定。
实验装置：实验中使用的装置包括直流电源、电感、电容和电阻等元件，以及示波器、万用表等测量仪器。
实验步骤：1. 将电感、电容和电阻按照串联电路的连接方式连接好，并接入直流电源。
2. 使用示波器观察电路中电流和电压随时间的变化情况。
3. 测量电路中电流和电压的大小，并记录下相应的数据。
实验结果与分析：在实验中观察到，当电路中加入直流电源后，电流和电压会随着时间的变化而发生变化。
首先，电路中的电流和电压会出现瞬态过程，即在刚接通电源时，电流和电压会迅速增大，然后逐渐趋于稳定。
这是由于电感和电容的作用，在电路刚接通电源时，会出现电感和电容的充电和放电过程，导致电流和电压的变化。
通过测量和观察实验数据，可以得出电路中电感、电容和电阻的作用。
电感在电路刚接通电源时会抵抗电流的变化，导致电流变化缓慢；电容则会导致电压的变化缓慢；而电阻则会影响电路中电流和电压的大小。
结论：通过实验观察RLC电路的暂态过程，我们了解了电感、电容和电阻在电路中的作用。
在电路中加入直流电源后，电路中的电流和电压会经历一定的变化过程，最终趋于稳定。
这些变化过程是由电感、电容和电阻共同作用的结果。
通过实验，我们对RLC电路的暂态过程有了更深入的了解。
2021年RLC串联电路暂态特性的研究实验报告
南昌大学物理试验汇报课程名称: 一般物理试验（2）试验名称: RLC串联电路暂态特征研究学院: 专业班级:学生姓名: 学号:试验地点: 座位号:试验时间:一、试验目:1、研究方波电源加于RC串联电路时产生暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期方法, 加深对电容充电、放电规律认识。
2、了解当方波电源加于RLC电路时产生阻尼衰减震荡特征及测量方法。
二、试验原理:1、 RC 串联电路暂态过程在由R 、 C 组成电路中, 暂态过程是电容充放电过程。
图1为RC 串联电路。
其中信号源用方波信号。
在上半个周期内, 方波电源（+E ）对电容充电; 在下半个周期内, 方波电压为零, 电容对地放电。
充电过程中回路方程为 RC dU C dt +U C =E(1) 由初始条件t=0时, U C =0, 得解为 U C =E(1−e −1RC )(2) U R =iR =Ee −1RC 从U C 、 U R 二式可见, U C 是随时间t 按指数函数规律增加, 而电阻电压U R 随时间t 按指数函数规律衰减, 如图2中U-t 、 U C -t 及U R -t 曲线所表示。
在放电过程中回路方程为RC dU Cdt +U C =0(3) 由初始条件t=0时, U C =E , 得解为 U C =Ee −1RC (4)U R =iR =−Ee −1RC物理量RC=τ含有时间量纲, 称为时间常数, 是表征暂态过程进行得快慢一个关键物理量。
与时间常数τ相关另一个在试验中较轻易测定特征值, 称为半衰期T 1/2, 即当U C (t)下降到初值（或上升至终值）二分之一时所需要时间, 它一样反应了暂态过程快慢程度, 与t 关系为T 1/2=τ ln 2=0.693τ (或τ=1.443T 1/2)(5)3、 RC 串联电路暂态过程 s c c c u t u t t u RC t t u LC =++)()()(22d d d d图1RLC 串联电路求解微分方程, 能够得出电容上电压)t (U C 。
RLC串联电路的暂态过程
量时间常数 。 （3）改变方波频率，观察波形的变化情况，分析相同的 值在不同频率时的波形变化 情况。 2. RLC 串联电路暂态过程的观测 （1）观测三种阻尼状态 电路如图 20-7 ，方波信号取 500 H Z ，电容取
0.005 F ，改变电阻 R 值，在示波器上观测三种阻
尼状态的波形。
于i
di UC 0 。 由 dt
图 20-3
dU C dq C ，则得 dt dt
d 2U C dU C LC RC UC 0 2 dt dt
RLC 串联电路的暂态过程
（20.10）
初始条件为 t
0 ， UC E 和
C
dU C 0 ，这样方程的解可以分为以下三种情况： dt
iR q E C
（ 20.1） （20.2）
或写成
R
dq q E dt C
图 20-1
RC 串联电路的暂态过程示意图
上述方程的初始条件是 q(0) 0 ，因此可以解出式（ 20.2）的解
q Q(1 et / )
式中
（ 20.3）
（ RC ）称为 RC 串联电路的时间常数，单位为秒；Q （ EC ）为电容器 C 端
图 20-4 为上述 3 种情况下的 U C 变化曲线， 其中 1 为欠阻尼， 2 为过阻尼， 3 为临界阻尼。
图 20-4 RLC 串联电路放电时的 U C 曲线示意图
对于充电过程，与放电过程类似，只是初始条件和最后平衡的位置不同。 【仪器设备】 双踪示波器、信号发生器、万用表、 电容器、电感器、电阻箱等。 【实验内容】 1． RC 串联电路暂态过程的观测 参照图 20 5 的电路图， S 为示波器， F 为方波信号发生器，用来代替图 20-1 中的直 流电源和开关 K 。如图 20-6 所示，方波信号在 0 到 t1 时间内，以恒定电压 U 加在 RC 电路 两端，这时电容在充电，而在 t1 到 t 2 时间内，输出电压降到零，相当于放电过程。在此实验
实验3-11RLC电路的暂态特性
实验3-11 RLC 电路的暂态特性在阶跃电压作用下，RLC 串联电路由一个平衡态跳变到另一个平衡态，这一转变过程称为暂态过程。
在此期间电路中的电流及电容、电感上的电压呈现出规律性的变化，称为暂态特性。
RLC 电路的暂态特性在实际工作中十分重要，例如在脉冲电路中经常遇到元件的开关特性和电容充放电的问题；在电子技术中常利用暂态特性来改善波形。
暂态过程研究牵涉到物理学的许多领域，在电子技术中的电路分析、信号系统中也得到广泛的应用。
【实验目的】1.观测RC 、RL 及RLC 电路的暂（瞬）态过程，加深对电容、电感特性的认识和对时间常数RC 、RLR L 2、的理解。
2.分别观测RLC 串联电路三种阻尼暂态过程，掌握其形成和转化条件。
3.学会用存储示波器观测暂态过程。
【仪器用具】低频信号发生器（用其中方波信号）、示波器、电感器、电容器及交流电阻箱。
【实验原理】电压由一个值跳变到另一个值时称为“阶跃电压”，如图3-11-1所示。
如果电路中包含有电容、电感等元件，则在阶跃电压的作用下，电路状态的变化通常经过一定的时间才能稳定下来。
电路在阶跃电压的作用下，从开始发生变化到变为另一种稳定状态的过渡过程称为“暂态过程”。
这一过程主要由电容、电感的特性所决定。
1. RC 串联电路的暂态过程RC 电路暂态过程可以分为充电过程和放电过程，首先研究充电过程。
图3-11-2为研究RC 暂态过程的电路。
当开关K 接到“1”点时，电源E 通过电阻R 对C 充电，此充电过程满足如下方程E Cqdt dq R=+ (3-11-1) 图3-11-1 图3-11-2式中：q 是电容C 上的电荷，dtdq是电路中的电流。
考虑初始条件t=0,00=q,便得到它的解为 )1(/RCt e CE q --= (3-11-2)因而有)1(/RC t C e E Cqu --==(3-11-3) RCt eR E dt dq i /-== (3-11-4) RCt R Eei R u /-== (3-11-5)以上四式都是指数形式，我们只需观测电容电压C u 随时间的变化规律，就可以了解其余三个量随时间的变化规律。
rlc电路暂态过程实验报告
rlc电路暂态过程实验报告RLC 电路暂态过程实验报告一、实验目的1、观察 RLC 串联电路在不同参数下的暂态过程，理解电路中电容充电、放电和电感储能、释能的特性。
2、研究 RLC 串联电路的阻尼振荡和临界阻尼等情况，掌握其规律。
3、学会使用示波器测量和分析电路中的电压和电流变化。
二、实验原理1、 RLC 串联电路的方程对于 RLC 串联电路，根据基尔霍夫定律，可以得到以下二阶线性常系数微分方程：＄L\frac{d^2i}｛dt^2} ＋ R\frac{di}｛dt} ＋＼frac{1}｛C}i ＝ 0$其中，＄L$为电感，＄R$为电阻，＄C$为电容，＄i$为电流。
2、暂态过程的分类根据电路参数的不同，暂态过程可以分为三种情况：（1）欠阻尼状态：当$R ＜ 2\sqrt{＼frac{L}｛C}｝＄时，电路的响应为衰减振荡，振荡的角频率为$＼omega_d ＝＼sqrt{＼frac{1}｛LC} （＼frac{R}｛2L}）＾2}＄。
（2）过阻尼状态：当$R ＞ 2\sqrt{＼frac{L}｛C}｝＄时，电路的响应为非振荡衰减。
（3）临界阻尼状态：当$R ＝ 2\sqrt{＼frac{L}｛C}｝＄时，电路的响应为非周期的临界衰减。
三、实验仪器1、示波器2、信号发生器3、电阻箱4、电感箱5、电容箱6、导线若干四、实验内容及步骤1、按照电路图连接好 RLC 串联电路，选择合适的电阻、电感和电容值。
2、用信号发生器产生一个阶跃电压信号，输入到电路中。
3、使用示波器同时观察电阻、电感和电容两端的电压变化，并记录波形。
（1）欠阻尼状态选择较小的电阻值，使电路处于欠阻尼状态。
观察并记录电容电压和电感电压的振荡波形，测量振荡周期和衰减系数。
（2）过阻尼状态增大电阻值，使电路处于过阻尼状态。
观察并记录电容电压和电感电压的非振荡衰减波形，测量衰减时间。
（3）临界阻尼状态调整电阻值，使电路处于临界阻尼状态。
观察并记录电容电压和电感电压的非周期临界衰减波形。
RLC串联电路的暂态过程实验报告
RLC 串联电路的暂态过程实验报告【实验目的】1、研究当方波电源加于RC 、RL 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充、放电规律的认识。
2、观察当方波电源加于RLC 串联电路时产生的阻尼衰减振荡的特性及测量方法。
【试验仪器】信号发生器、双踪数字存储示波器、电阻、电感、电容、导线若干、面包板【实验原理】1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形.2. 在由电阻R 及电容C 组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充放电过程.充电时)1(τt c e E U --=；放电时，τtc e E U -=·.其中，τ为时间常数，且RC =τ.取对数作出相关图像拟合直线可以求得τ.3. 在由电阻R 、电容C 及电感L 组成的直流串联电路中，根据电阻R 阻值的不同，暂态过程有三种状态，即：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼.【实验步骤】1、RC ：（1）选择合适的R 和C 值，根据时间常数，选择合适的方波频率，一般要求方波的周期T ＞10 ，这样能较完整地反映暂态过程，并且选用合适的示波器扫描速度，以完整地显示暂态过程。
（2）把方波信号发生器、电阻R 、电容C ，示波器按图1接线。
（2）选取不同的电阻R ，观察UC 的波形。
并记录二组电阻和电容取不同值时UC 的波形（可拍照反映其差别）。
（4）测量相应的二组半衰期T1/2，求出τ和R 的实验值，并与理论值R 进行比较。
2、RLC ：（1）根据实验选用的电容和电感的值，算出临界电阻的阻值 。
（2）按图3接线,观测欠阻尼状态和过阻尼状态下电容上Uc 的波形。
（拍照）五、实验结果临界0.022uF 10mH 2000Ω六、实验分析示波器要选择合适的扫描速率档位和衰减档位，以显示恰当的波形。
使用双踪示波器要正确接线，注意两通道的接地点应该位于线路的同一点，否则会引起部分电路短路。
接线时要注意信号源和示波器共地。
若图像有分叉、平移或跳动现象，请调节“释抑”和“电平”开关使之稳定误差分析：1. 欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大．故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和,故实际测出的时间常数会偏小.2. 数字示波器记录的数据精确度有限，例如对于RC电路，R=1kΩ的情况，时间的最小精度为0.000004s，电压的最小精度为0.004v；且有时无法显示细微的区别，可能会出现多个时间对应同一个电压值的情况.3. 数字示波器系统存在内部系统误差.4. 外界扰动信号会对示波器产生影响.5. 电器元件使用时间过长，可能造成相应的参数有误差，例如定值电阻阻值可能变大.6. 电源电压不稳定.。
RLC实验报告
RLC串联电路特性的研究实验报告电阻、电容及电感是电路中的基本元件，由RC、RL、RLC构成的串联电路具有不同的特性，包括暂态特性、稳态特性、谐振特性．它们在实际应用中都起着重要的作用。
一、实验目的1.通过研究RLC串联电路的暂态过程，加深对电容充、放电规律，电感的电磁感应特性及振荡回路特点的认识。
2.掌握RLC串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。
3．观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律。
二、实验仪器FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器三、实验原理1.RLC串联电路的稳态特性如图1所示的是RLC串联电路，电路的总阻抗|Z|、电压U、U R和i之间有如下关系：|Z|=，Φ=arctan[],i=式中：ω为角频率，可见以上参数均与ω有关，它们与频率的关系称为频响特性，详见图2阻抗特性幅频特性相频特性图2 RLC串联电路的阻抗特性、幅频特性和相频特性由图可知，在频率f0处阻抗z值最小，且整个电路呈纯电阻性，而电流i达到最大值，我们称f0为RLC串联电路的谐振频率（ω0为谐振角频率）；在f1-f0—f2的频率范围内i值较大，我们称为通频带。
下面我们推导出f0(ω0)和另一个重要的参数品质因数Q。
当时，从公式基本知识可知：|Z|=R,Φ=0,i m=，ω=ω0=，f=f0=这时的电感上的电压： U L=i m·|Z L|=·U电容上的电压： U C=i m·|Z C|=·UU C或U L与U的比值称为品质因数Q。
可以证明：Q====△f=,Q=2.RLC串联电路的暂态过程在电路中，先将K打向“1”，待稳定后再将K打向“2”，这称为RLC 串联电路的放电过程，这时的电路方程为：L·C+R·C+=0初始条件为t=0，=E，=0，这样方程解一般按R值的大小可分为三种情况：（1）R<2时为欠阻尼，U C=·E··cos()。
串联电路暂态实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解串联电路中电阻、电容、电感元件的暂态特性；2. 掌握串联电路暂态过程的实验方法及数据分析方法；3. 熟悉数字示波器的使用，观察电路暂态过程中的波形变化；4. 比较理论计算值与实验测量值，分析实验误差。
二、实验原理串联电路暂态过程是指电路中电阻、电容、电感元件在接通或断开电源后，电路中电流和电压随时间变化的规律。
在暂态过程中，电容和电感元件具有储能和释放能量的特性。
根据电路元件的特性，串联电路暂态过程可分为RC暂态过程和RL暂态过程。
1. RC暂态过程：当电源接通后，电容充电，电压逐渐增大；当电源断开时，电容放电，电压逐渐减小。
电容充电和放电过程均呈指数规律。
2. RL暂态过程：当电源接通后，电感电流逐渐增大；当电源断开时，电感电流逐渐减小。
电感电流增大和减小过程均呈指数规律。
三、实验仪器与设备1. 数字示波器：用于观察电路暂态过程中的波形变化；2. 函数信号发生器：提供稳态电源；3. 电阻箱、电容箱、电感箱：用于组成串联电路；4. 导线：连接电路元件；5. 计时器：测量暂态过程持续时间。
四、实验步骤1. 按照电路图连接RC串联电路，将电阻、电容、电感元件分别接入电路；2. 打开函数信号发生器，输出稳态电源；3. 使用数字示波器观察电容充电和放电过程中的电压波形，记录波形数据；4. 使用计时器测量电容充电和放电过程的时间；5. 重复步骤1-4，分别进行RL串联电路的暂态过程实验；6. 计算理论值与实验测量值之间的误差。
五、实验数据及结果分析1. RC暂态过程实验数据：（1）电阻R=100Ω，电容C=100μF，电源电压U=10V；（2）电容充电时间t1=0.1s，放电时间t2=0.3s；（3）理论时间常数τ=RC=10μs，实验时间常数τ=0.4s；（4）实验误差=|τ-τ实验|/τ实验=0.6。
2. RL暂态过程实验数据：（1）电阻R=100Ω，电感L=100mH，电源电压U=10V；（2）电感电流增大时间t1=0.1s，减小时间t2=0.3s；（3）理论时间常数τ=L/R=1ms，实验时间常数τ=0.4s；（4）实验误差=|τ-τ实验|/τ实验=0.6。
rlc电路的稳态特性实验报告
rlc电路的稳态特性实验报告RLC 电路的稳态特性实验报告一、实验目的本次实验旨在深入研究 RLC 电路的稳态特性，通过对电阻（R）、电感（L）和电容（C）在不同组合情况下的电路响应进行测量和分析，理解RLC 电路中电流、电压的变化规律，掌握其频率特性和阻抗特性。
二、实验原理1、 RLC 串联电路在 RLC 串联电路中，总阻抗 Z 为：＼Z ＝ R ＋ j\left(＼omega L ＼frac{1}｛＼omega C}＼right)＼其中，ω 为角频率，j 为虚数单位。
电流 I 为：＼I ＝＼frac{U}｛Z}＼电压分别为：＼U_R ＝ I ＼times R\＼U_L ＝ I ＼times j\omega L\＼U_C ＝ I ＼times ＼frac{1}｛j\omega C}＼2、谐振频率当电路发生谐振时，感抗和容抗相互抵消，此时电路的总阻抗最小，电流最大。
谐振频率ω0 为：＼ω_0 ＝＼frac{1}｛＼sqrt{LC}｝＼3、品质因数 Q品质因数Q 反映了电路的储能与耗能的比值，对于RLC 串联电路，Q 为：＼Q ＝＼frac{＼omega_0 L}｛R}＼三、实验仪器与设备1、函数信号发生器2、示波器3、交流毫伏表4、电阻箱5、电感箱6、电容箱四、实验步骤1、按照电路图连接好 RLC 串联电路，选择合适的电阻、电感和电容值。
2、函数信号发生器设置输出正弦交流信号，频率从低到高逐渐变化，同时用交流毫伏表测量电阻、电感和电容两端的电压，示波器观察电流和电压的波形。
3、记录不同频率下的电压值和电流值，绘制频率特性曲线。
4、改变电阻、电感和电容的值，重复上述实验步骤，观察并分析其对电路稳态特性的影响。
五、实验数据及处理以下是一组实验数据示例（实际数据应根据具体实验测量结果填写）：｜频率（Hz）｜电阻电压（V）｜电感电压（V）｜电容电压（V）｜电流（A）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 100 ｜ 25 ｜ 15 ｜ 30 ｜ 05 ｜｜ 200 ｜ 30 ｜ 20 ｜ 25 ｜ 06 ｜｜ 300 ｜ 35 ｜ 25 ｜ 20 ｜ 07 ｜｜ 400 ｜ 40 ｜ 30 ｜ 15 ｜ 08 ｜｜ 500 ｜ 45 ｜ 35 ｜ 10 ｜ 09 ｜｜ 600 ｜ 50 ｜ 40 ｜ 05 ｜ 10 ｜根据上述数据，绘制出电阻、电感和电容的电压频率特性曲线以及电流频率特性曲线。
RLC电路暂态过程实验报告
RLC 电路暂态过程研究一、实验目的：1. 深入理解电路暂态过程的特性2. 掌握用示波器观察和测量暂态信号的方法二、实验装置:用九孔电路实验板搭建RC、RL、RLC电路，并在电容两端接入示波器的通道。
本次实验我们使用的是1500Hz、8Vpp的电源（用交流电模拟充放电过程），不同阻值的电阻、电容和电感元件，以及信号发生器和示波器。
三、实验内容：a)测量RC 放电曲线，并计算时间常数电路方程本次实验测量了如图三组RC电路的放电过程中Uc两端的电压变化i.计算理论值：由电路方程得到电路的时间常数τ=RCii.测量数据：由示波器导出数据后处理得到三组RC电路放电曲线其中纵坐标表示电容两端电压与初始电压的比值，横坐标表示时间。
为纵坐标，记放电时刻时间为t=0，再以t为横坐标线性拟将数据处理后，以Y=ln1U c/U0合得到如下图像分别是R=10、100、1000Ω时x-y的图像斜率代表1/τ，计算得到时间常数τ的测量值：测量值和理论值相差均为两倍左右，因为我们利用的是交流电模拟的放电过程最后稳态=−U0而非0，所以会有这样的误差。
时U∞C．分析可以观察得到，在u(t)稳定时突然该改变u(t)，因为电容储存的能力不能瞬时改变，u c(t)只能连续改变，而u c(t)改变的由电路方程可知与时间常数τ=RC有关，时间常数越大，电压改变越慢。
如图：绿色（C=0.1μF，R=1kΩ）代表的RC电路放电过程最慢，b)测量RLC 串联电路振荡曲线，并计算固有频率和品质因数电路方程本次实验测量了两组Q＞1/2，即欠阻尼情况下电容两端电压的衰减震荡数据。
A.计算理论值：电路衰减振荡方程固有频率ω0=1√LC ，品质因数Q=1R√LC，时间常数τ=2LR，振荡“角频率”B.测量数据：C.通过示波器测得两组电路Uc两端电压变化得到如图：●测量得到振荡“角频率”ω‘为：●品质因数Qi.上式给出实验中粗略估计Q值的方法：由于e^(-Π) = 0.0432 ≈ 0，如果Q≫ 1，大约经过Q次振荡后电路就达到稳态。
RLC串联电路的暂态过程实验报告
RLC 串联电路的暂态过程实验报告【实验目的】1、研究当方波电源加于RC 、RL 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充、放电规律的认识。
2、观察当方波电源加于RLC 串联电路时产生的阻尼衰减振荡的特性及测量方法。
【试验仪器】信号发生器、双踪数字存储示波器、电阻、电感、电容、导线若干、面包板【实验原理】1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形.2. 在由电阻R 及电容C 组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充放电过程.充电时)1(τt c e E U --=；放电时，τtc e E U -=·.其中，τ为时间常数，且RC =τ.取对数作出相关图像拟合直线可以求得τ.3. 在由电阻R 、电容C 及电感L 组成的直流串联电路中，根据电阻R 阻值的不同，暂态过程有三种状态，即：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼.【实验步骤】1、RC ：（1）选择合适的R 和C 值，根据时间常数，选择合适的方波频率，一般要求方波的周期T ＞10 ，这样能较完整地反映暂态过程，并且选用合适的示波器扫描速度，以完整地显示暂态过程。
（2）把方波信号发生器、电阻R 、电容C ，示波器按图1接线。
（2）选取不同的电阻R ，观察UC 的波形。
并记录二组电阻和电容取不同值时UC 的波形（可拍照反映其差别）。
（4）测量相应的二组半衰期T1/2，求出τ和R 的实验值，并与理论值R 进行比较。
2、RLC ：（1）根据实验选用的电容和电感的值，算出临界电阻的阻值 。
（2）按图3接线,观测欠阻尼状态和过阻尼状态下电容上Uc 的波形。
（拍照）五、实验结果临界0.022uF 10mH 2000Ω六、实验分析示波器要选择合适的扫描速率档位和衰减档位，以显示恰当的波形。
使用双踪示波器要正确接线，注意两通道的接地点应该位于线路的同一点，否则会引起部分电路短路。
接线时要注意信号源和示波器共地。
若图像有分叉、平移或跳动现象，请调节“释抑”和“电平”开关使之稳定误差分析：1. 欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大．故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和,故实际测出的时间常数会偏小.2. 数字示波器记录的数据精确度有限，例如对于RC电路，R=1kΩ的情况，时间的最小精度为0.000004s，电压的最小精度为0.004v；且有时无法显示细微的区别，可能会出现多个时间对应同一个电压值的情况.3. 数字示波器系统存在内部系统误差.4. 外界扰动信号会对示波器产生影响.5. 电器元件使用时间过长，可能造成相应的参数有误差，例如定值电阻阻值可能变大.6. 电源电压不稳定.。
rlc串联暂态电路实验报告
rlc串联暂态电路实验报告一、实验目的1、深入理解 RLC 串联电路在不同激励下的暂态过程。
2、掌握示波器的使用方法，通过观察示波器上的波形来分析电路的暂态特性。
3、研究 R、L、C 元件参数对暂态过程的影响。
二、实验原理1、 RLC 串联电路的方程在 RLC 串联电路中，根据基尔霍夫电压定律（KVL），可得电路方程：＼L\frac{di}｛dt} ＋ Ri ＋＼frac{1}｛C}＼int_{0}＾｛t}idt ＝ u(t)＼其中，＼（i\）为电流，＼（u(t)＼）为激励电压，＼（L\）为电感，＼（R\）为电阻，＼（C\）为电容。
2、零输入响应当激励电压\（u(t)＝0\）时，电路的响应称为零输入响应。
此时，电路方程为：＼L\frac{di}｛dt} ＋ Ri ＋＼frac{1}｛C}＼int_{0}＾｛t}idt ＝ 0＼其解取决于电路的初始条件。
对于电流的初始值\（i(0) ＝ I_{0}＼），可得电流的零输入响应为：＼i(t) ＝ I_{0}e^｛＼frac{R}｛2L}t}＼sin(＼omega_{d}t ＋＼varphi)＼其中，＼（＼omega_{d} ＝＼sqrt{＼frac{1}｛LC} （＼frac{R}｛2L}）＾｛2}｝＼），＼（＼varphi\）为初始相位。
3、零状态响应当电路的初始储能为零，即\（i(0) ＝ 0\），而施加激励电压\（u(t)＼）时，电路的响应称为零状态响应。
对于直流激励，电流的零状态响应为：＼i(t) ＝＼frac{U}｛R}（1 e^｛＼frac{t}｛RC}｝）＼其中，＼（U\）为直流激励电压。
4、全响应电路在既有初始储能又有外加激励的情况下的响应称为全响应，它是零输入响应和零状态响应的叠加。
三、实验设备1、示波器2、函数信号发生器3、电阻、电感、电容元件4、实验面包板5、导线若干四、实验步骤1、按照电路图在实验面包板上搭建 RLC 串联电路，选择合适的电阻、电感和电容值。
rlc暂态电路实验报告
rlc暂态电路实验报告RLC暂态电路实验报告引言：在电路理论中，RLC电路是一种由电感、电阻和电容组成的电路。
它在电子工程和通信工程中具有广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和观察，研究RLC 电路在暂态过程中的行为和特性。
实验目的：1. 了解RLC电路的基本原理和特性。
2. 掌握暂态过程中电路中电流和电压的变化规律。
3. 分析电路参数对暂态过程的影响。
实验装置与材料：1. RLC电路实验箱2. 信号发生器3. 示波器4. 电阻、电感、电容等元件5. 电源线、接线板等实验辅助材料实验步骤：1. 搭建RLC串联电路。
根据实验要求，选择合适的电阻、电感和电容，并按照电路图连接电路。
2. 设置信号发生器的频率和幅度。
根据实验要求，设置信号发生器的频率和幅度，确保输入信号符合实验需求。
3. 连接示波器。
将示波器的输入端与电路中的关键节点连接，以便观察电路中的电压和电流变化。
4. 开始实验。
打开电源，观察电路中的电流和电压变化，并记录相关数据。
5. 调整电路参数。
根据实验要求，逐步调整电路中的电阻、电感和电容等参数，观察其对电路暂态过程的影响。
6. 实验结束。
关闭电源，拆除电路连接，整理实验装置和材料。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到了一系列关于RLC暂态电路的结果。
在不同参数条件下，电路中的电流和电压变化呈现出不同的特性。
首先，我们观察到在初始时刻，电路中的电流和电压呈现出瞬态响应。
随着时间的推移，电路逐渐趋于稳定状态。
这是由于电路中的电感和电容具有储能和释能的特性，导致电流和电压在初始时刻发生变化。
其次，我们发现电路中的阻尼现象。
当电路中的电阻较大时，电流和电压的变化较为缓慢，电路呈现出欠阻尼特性。
而当电路中的电阻较小时，电流和电压的变化较为剧烈，电路呈现出过阻尼或振荡特性。
此外，我们还观察到了共振现象。
当电路中的电感和电容达到一定的数值时，电路会出现共振现象，此时电流和电压的变化达到最大值。
RLC串联电路暂态过程的研究
选十 RLC 串联电路暂态过程的研究一、目的要求：通过对RLC 电路暂态过程的研究，了解该电路的特性，具体要求达到：1.加深对阻尼振荡的理解；2.能用示波器定量描绘三种不同阻尼振荡的波形；并记录下临界阻尼电路R 且与理论值相比较。
3.测量弱阻尼振荡周期T ’。
并与理论值相比较；二、实验仪器：示波器、低频讯号发生器，波形发生器。
三、参考书目1.林抒、龚镇雄《普通物理实验》P.319-3242.邱关源《电路》3.A.M.波蒂斯、H.D.扬《大学物理实验》P.149-158。
四、基本原理本实验要研究的是RLC 串联电路在阶跃电压（或称方波讯号）作用下的工作过程及电容上电压0V 变化的规律。
实验线路如图1所示。
输入讯号如图2所示。
RL C AB 方波讯号a b ct u (t)0T /2T 图1 图2方波（或称矩形波）讯号的周期为T ，其电压变化的特点是：1.a~b 电压为E ，b~c 电压为零，以后周而复始。
形成阶跃式电压；2.该讯号电压变化的周期较短。
约310-s~510-s 。
在电路中相当于供能断续开关，使电路的变化过程是短暂的瞬态过程。
由上述可知，当电路处于方波的正讯号输入时，即相当于在A 、B 端加上电压E ，使电容充电。
由于R 、L 、C 的存在，可得电路中电流I 随时间变化的方程如下： E IR dt dI L=+ 又因I=dtdQ ，上式可写为： E CQ dt dQ R dt Q d L =++22 （1） 由初始条件t=0时，Q=0、dt Q d =0且当阻尼较小时（即2R <CL 4）,可解得： )]cos(1[/ϕωτ+-=-t e EC Q t即 )]cos(1[/ϕωτ+-==-t e E CQ U t c （2）（式中R L 2=τ. L C R LC4112-=ω） 从式（2）中可知。
电容上的电压c U 是余弦变化的。
且其幅值随着时间按指数函数衰减并趋于稳定值E ，如图3中I 所示。
RLC电路谐振与暂态过程实验报告
《基础物理实验》实验报告 分组号：实验名称RLC 电路的谐振与暂态过程 指导教师学生姓名 学号 系 同组姓名实验日期 年 月 日实验地点 成绩评定【实验目的】1. 研究RLC 电路的谐振现象。
2. 了解RLC 电路的相频特性和幅频特性。
3. 用数字存储示波器观察RLC 串联电路的暂态过程，理解阻尼振动规律。
【实验仪器与用具】标准电感，标准电容，100Ω标准电阻，电阻箱，电感箱，电容箱，函数发生器，示波器，数字多用表，导线等。
【实验原理】 1. 串联谐振RLC 串联电路如图所示：总阻抗Z 、电压u 与电流i 之间的相位差ϕ、电流i 分别为：22)1(C L R Z ωω-+=RCL ωωϕ1arctan-= 22)1(C L R ui ωω-+=式中f πω2=为角频率（f 为频率），Z ，ϕ，i 都是f 的函数，当电路中其它元件参量取确定值的情况下，它们的特性完全取决于频率。
~su ~iabuCL RL u Ru Cu图（a ）、（b ）、（c ）分别为RLC 串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线。
其中图（b ）f -ϕ曲线称为相频特性曲线；图（c ）f i -曲线称为幅频特性曲线，它表示在总电压u 保持不变的条件下i 随f 的变化曲线。
相频特性曲线和幅频特性曲线有时统称为频率响应特性曲线。
由曲线图可以看出，存在一个特殊的频率0f ，当01=-C L ωω，即LC10=ω 或LCf π210=时，0=ϕ，电压与电流同相位，整个电路呈纯电阻性，总阻抗达到极小值R Z =0，而总电流达到极大值R u i m =。
这种特殊的状态称为串联谐振，此时角频率0ω（或频率0f ）称为谐振角频率（或谐振频率）。
在0f 处，f i -曲线有明显尖锐的峰显示其谐振状态，因此，有时称它为谐振曲线。
谐振时，有u R L Z i u L m L 0ω==， CL R R L u uL 10==ω 而u C R Z i u C m C 01ω==， CLR C R u u C 110==ω 令u u u u Q C L ==或 CR R L Q 001ωω== Q 称为谐振电路的品质因数，简称Q 值。
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实验三RLC串联电路的暂态过程实验报告
14级软件工程班
候梅洁14047021
【实验目的】
1.用存储示波器观察RC，RL电路的暂态过程，理解电容，电感特性及电路时间常数τ的物理意义。
2.用示波器观察RLC串联电路的暂态过程，理解阻尼振动规律。
3.进一步熟悉使用示波器。
【实验仪器】
电感箱、电容箱、电阻箱、函数信号发生器、示波器、导线等。
【实验原理】
在阶跃电压作用下，RLC串联电路由一个平衡态跳变到另一平衡态的转变过程，这一转变过程称为暂态过程。
暂态过程期间，电路中的电流及电容，电感上的电压呈现出规律性的变化，称为暂态特性。
1.RC电路的暂态过程。
电路如图所示：
【实验结果与分析】
1.观测U c波形时：方波信号500Hz输出；分别取：第一组R=1000ῼ，C=0.5uF，第二组R=500ῼ，C=0.2uF；
用示波器观测波形后，我们在坐标纸上绘制了U、U c、U
R
的
波形图，从图中可以看到：U、U
R
、U c三者周期、相位均相同。
且
U
R
=U-U c。
U、U c都是呈指数型变化的，然而U比U c变化的缓一些。
在阶跃电压的作用，U c是渐变接近新的平衡值，而不是跃变，
这是由于电筒C储能元件，在暂态过程中不能跃变。
而U
R
变化幅度
很大，理论上，U
R
的峰值应该是是U的峰值的两倍，因为开关接1时，给电容正向充电时，R两端的电压为E，当反向电容放时，R两
端电压为-E，两者之差为2E，就是U
R
的峰值。
而事实上，我们看到
的波形图中U
R
的峰值小于2U，这可能是由于：
（1）电阻内部有损耗、欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大．故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和.
（2）数字示波器记录的数据精确度有限造成误差。
（3）数字示波器系统存在内部系统误差。
（4）外界扰动信号会对示波器产生影响。
（5）电器元件使用时间过长，可能造成相应的参数有误差。
（6）电源电压不稳定.
2.测量RC串联电路的时间常数：我们取一个峰值处为t
1
，取与其最
近的一个零点处为t
2，调节示波器将t
1
和t
2
时间段的波形放大到合适
大小，从光屏上测出半衰期（此时U c=E/2)t为92.0s，通过公式U c=E·e-t/τ，计算出时间常数为132.73s。
3.RL电路暂态的观测：
观测方法与RC电路暂态过程的观测方法类似，分别测试了两组数据：第一组R=200ῼ，L=0.02H，第二组R=40ῼ，L=0.04。
从图
中可以看到：U、U
R 、U
L
三者周期、相位均相同，且三者都是呈指
数型变化。
此时观测到U、U
R 、U
L
三者的峰值不同。
从波形图可看
出，RL串联电路中的电流是不能突然变化，而电感两端的电压是能够突然变化的。
RL串联电路中，电压与电流的快慢与时间常数有关。
通过与测量RC中时间常数的类似方法，可以测出相应的时间常数。
所测的时间常数可能会偏小，原因是欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大．故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和。
六．心得体会
通过此次试验，让我们学会了用示波器来观测RC和RL的暂态过程，更加深入的理解了电容、电感特性及时间常数的物理意义。
同时进一步熟悉使用示波器。
培养我们对物理电路的分析能力和动手实验的能力。