电路基础-实验3 动态电路暂态过程(仿真实验)
电路的暂态过程 实验报告
电路的暂态过程实验报告电路的暂态过程实验报告引言：电路的暂态过程是指在电路中，当电源或负载发生变化时，电路中的电流、电压和功率等参数会发生瞬时的变化过程。
了解电路的暂态过程对于电路设计和故障排除都具有重要意义。
本实验旨在通过实际测量电路的暂态过程，深入理解电路的暂态特性。
实验目的：1. 通过实验测量电路中电流和电压的暂态变化过程；2. 分析电路中的暂态特性，如电流和电压的峰值、上升时间、下降时间等；3. 探究电路中元件的暂态响应规律。
实验原理：暂态过程的特点是瞬时的变化，因此需要使用示波器来观测电路中的电流和电压波形。
示波器可以将电流和电压信号转换为可视化的波形图，方便我们分析电路的暂态特性。
实验步骤：1. 搭建实验电路：根据实验要求，选择合适的电路拓扑结构，连接电源、负载和示波器等设备。
2. 设置示波器参数：根据实验需要，设置示波器的触发方式、时间基准、垂直灵敏度等参数，以便正确观测电流和电压波形。
3. 施加电源变化：通过改变电源电压或负载电阻等方式，使电路中发生变化，观察电流和电压的暂态变化过程。
4. 记录数据：使用示波器记录电流和电压的波形，并测量相关参数，如峰值、上升时间、下降时间等。
5. 分析结果：根据实验数据，分析电路的暂态特性，并探究电路中元件的暂态响应规律。
实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了电路中电流和电压的暂态波形，并计算了相关参数。
以某电路为例，当电源电压突然变化时，电流和电压都会发生瞬时变化。
电流和电压的峰值大小与电源变化的幅值有关，可以通过实验测量得到。
上升时间和下降时间反映了电流和电压从初始状态到峰值或从峰值回到稳态的时间，也是电路响应速度的重要指标。
在实验过程中，我们还发现了一些有趣的现象。
例如，在电路中添加了电容元件后，电压的上升时间会变长，这是因为电容具有充放电的过程，导致电路响应变慢。
此外，电感元件的存在也会影响电路的暂态特性，因为电感具有储存能量的特性，导致电流和电压的变化更为缓慢。
暂态现象仿真演示
暂态现象仿真演示任意时刻电容储存的能量221C C Cu W = J ，电感储存的能量221L L Li W = J ，因为W C 和W L 在换路瞬间不能突变，所以u C 和i L 在换路瞬间也不能突变。
设t =0为换路瞬间，t =0-表示换路前的终了瞬间，t =0+表示换路后的初始瞬间。
u C 和i L 在换路瞬间不能突变，称为换路定则。
用公式表示为⎩⎨⎧-=+-=+)(i )(i )(u )(u L L C C 0000 暂态现象的仿真电路如图a 所示。
图a仿真步骤如下：开关J1打到上面，电路处于稳定状态，灯X1、X3亮，灯X2灭。
开关J1打到下面瞬间，灯X1灭，灯X2、X3亮，且亮度相同。
随之，灯X2、X3变暗，最后分别变灭。
电路达到新的稳态，u C =0，i L =0。
再将开关J1打到上面瞬间，灯X1、X2亮，且亮度相同（说明u C =0），灯X3不亮（说明i L =0）。
随之，灯X2变暗，直至变灭，灯X3逐渐变亮，最终亮度同灯X1。
电路中有换路，有储能元件，就一定会存在暂态吗？答案当然是否定的。
电路换路后是否存在着暂态，实质要看换路前后储能元件的能量有没有变化，如果有，就存在暂态；如果没有，就不会发生暂态。
仿真电路图b中，换路前后电容两端的电压没有变化，电容储存的能量没有变化，电路中不存在暂态，灯泡在换路前后都不亮。
图c中的灯泡在开关接通上或下的瞬间都会变亮，并持续一段时间才灭掉，说明图c的电路存在暂态。
图b 图c仿真电路如图d，验证换路定则中u C(0+)=u C(0-)。
示波器波形如图e所示。
从波形图可以看出，每次切换开关J1的状态，即换路瞬间，电阻R3两端的电压、流过电容的电流都会由一个值跳到另一个值，即会突变；电容C1两端的电压换路瞬间不会发生突变，即u C(0+)= u C(0-)。
图d图e。
实验三 RLC串联电路的暂态过程实验报告
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、UR的波形图，从图中可以看到：U、UR、U c三者周期、相位均相同。
且UR=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UR变化幅度很大，理论上，UR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UR的峰值。
而事实上，我们看到的波形图中UR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t1，取与其最近的一个零点处为t2，调节示波器将t1和t2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。
暂态实验报告
实验名称：暂态实验实验目的：1. 理解暂态现象的概念和产生原因。
2. 掌握暂态实验的基本步骤和方法。
3. 分析暂态过程在电路系统中的应用。
实验时间：2023年4月10日实验地点：电子实验室实验器材：1. 双踪示波器2. 信号发生器3. 电阻箱4. 电容箱5. 指示灯6. 电源7. 连接线实验原理：暂态现象是指在电路系统突然受到干扰或改变时，电路中电压、电流等参数发生瞬间变化的现象。
暂态过程分为瞬态过程和稳态过程。
瞬态过程是指在电路参数发生变化的瞬间，电路中电压、电流等参数的变化过程；稳态过程是指在电路参数稳定后，电路中电压、电流等参数的稳定状态。
实验步骤：1. 连接电路：根据实验要求，搭建电路，连接好电阻箱、电容箱、指示灯、电源和连线。
2. 调整参数：调整电阻箱和电容箱的参数，使其符合实验要求。
3. 开启电源：开启电源，观察指示灯是否点亮，记录初始状态。
4. 瞬态过程观察：改变电路参数，如突然断开电容或电阻，观察指示灯的变化，并使用示波器记录电压、电流的变化过程。
5. 稳态过程观察：等待电路达到稳态，观察指示灯是否稳定，记录稳态下的电压、电流值。
6. 分析实验结果：分析实验过程中观察到的暂态现象，总结实验结果。
实验结果与分析：1. 在电路参数突然改变时，指示灯的亮度发生了变化，说明电路中存在暂态现象。
2. 通过示波器观察到，在电容或电阻突然断开时，电压和电流发生了瞬间的突变，随后逐渐恢复到稳态值。
3. 在稳态过程中，指示灯的亮度稳定，说明电路已达到稳态。
4. 通过对比不同电路参数下的暂态现象，可以发现暂态过程的时间与电路参数有关，参数越大，暂态过程的时间越长。
实验结论：1. 暂态现象是电路系统在受到干扰或改变时，电压、电流等参数发生瞬间变化的现象。
2. 暂态过程分为瞬态过程和稳态过程，瞬态过程的时间与电路参数有关。
3. 暂态现象在电路系统中具有重要作用，如电路保护、信号传输等。
实验体会：通过本次实验，我对暂态现象有了更深入的了解，掌握了暂态实验的基本步骤和方法。
动态电路仿真实验
实验报告二一、实验目的通过仿真电路理解动态电路的基本工作原理及基本分析方法。
二、实验内容1.RC一阶动态电路仿真；2.RC二阶动态电路仿真；三、实验环境计算机、MULTISIM仿真软件四、实验电路(一)RC一阶动态电路仿真实验（1）RC充电（零状态响应）1.实验电路2.理论分析计算当接通电源后，电源会对电容快速充电，知道电容两端的电压为9.990V为止，即函数图象会从零点然后急剧上升，知道逼近10V.3.仿真结果（2）RC放电（零输入响应）1.实验电路2.理论分析计算当开关拨到无源线路时，刚才充满电的电容会进行放电，直达电容两端的电压为0V。
初设电容初始电压为10V，则仿真图象将会从点（0,10）急剧下降，直到为零。
3. 仿真结果（3）一阶RC电路的完全响应1.实验电路2.理论分析计算当一个非零初始状态的一阶电路受到激励时，电路产生的响应成为全响应。
对于线性电路，电路的全响应是零输入响应和零状态响应之和。
3. 仿真结果(二) RC二阶动态电路仿真实验（1）欠阻尼状态1.实验电路2.理论分析计算R d=2k==ΩR=100Ω <R d所以电路工作于欠阻尼的衰减性震荡状态3. 仿真结果（2）过阻尼状态1.实验电路2.理论分析计算R d=2k==ΩR=10K >R d所以电路工作于过阻尼的非震荡性状态3. 仿真结果（3）临界阻尼状态1.实验电路2.理论分析计算R==Ωd=2kR=2KΩ =R d所以电路工作于临界阻尼的非震荡性状态3. 仿真结果五、分析研究在RC一阶和二阶的动态电路仿真实验当中，实验的仿真结果与理论结果是一致的。
六、总结虽然得出的结果是与理论结果一致，但对于电路的工作原理，及对一阶和二阶动态电路的还不能完全理解，在课后必须再巩固这一知识点。
电路的暂态过程实验报告
电路的暂态过程实验报告电路的暂态过程实验报告引言：电路是现代科技的基础，我们日常所使用的电器设备都离不开电路的运作。
而了解电路的暂态过程对于电路设计和故障排除都具有重要意义。
本实验旨在通过实际操作和观察，探究电路在开关、充放电等过程中的暂态行为。
实验目的：1. 了解电路暂态过程的基本概念和特点；2. 学习使用示波器观察电路暂态过程；3. 掌握电路暂态过程的实验操作方法。
实验仪器和材料：1. 示波器；2. 电源；3. 电阻、电容、电感等元件。
实验步骤：1. 准备工作：将电源、示波器和电路元件连接好，确保电路连接正确且安全；2. 开关过程的暂态过程观察：a. 将示波器的探头连接到开关处，观察开关闭合瞬间的电压和电流变化；b. 记录开关闭合瞬间的电压和电流波形，并分析其暂态过程；c. 重复上述步骤，观察开关断开瞬间的电压和电流变化，并记录波形。
3. 充放电过程的暂态过程观察：a. 将示波器的探头连接到电容或电感处，观察充电和放电过程中的电压和电流变化；b. 记录充电和放电过程中的电压和电流波形，并分析其暂态过程；c. 重复上述步骤，观察不同电容或电感值下的充放电暂态过程，并记录波形。
实验结果与分析：1. 开关过程的暂态过程观察结果：a. 在开关闭合瞬间，电压和电流会出现瞬间的变化，形成尖峰波形；b. 在开关断开瞬间，电压和电流也会出现瞬间的变化，形成尖峰波形；c. 这是由于开关瞬间的导通和断开引起的电感和电容的暂态响应。
2. 充放电过程的暂态过程观察结果：a. 在电容充电过程中，电压会逐渐上升，而电流则逐渐减小，最终趋于稳定；b. 在电容放电过程中，电压会逐渐下降，而电流则逐渐增大，最终趋于稳定；c. 在电感充电过程中，电压会逐渐上升，而电流则逐渐增大，最终趋于稳定；d. 在电感放电过程中，电压会逐渐下降，而电流则逐渐减小，最终趋于稳定。
结论：通过本实验的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 电路在开关过程中会产生暂态过程，表现为电压和电流的瞬间变化；2. 电路中的电容和电感元件在充放电过程中也会产生暂态过程，表现为电压和电流的逐渐变化；3. 了解电路的暂态过程有助于电路设计和故障排除。
RC一阶动态电路暂态过程的研究
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态电路。一阶动态电路通常是由一个(或若干个) 电阻元件和一个动态元件(电容或电感)组成。 一阶动态电路时域分析的步骤是建立换路后的 电路微分方程，求满足初始条件微分方程的解， 即电路的响应。
图3.1 一阶RC电路及响应曲线
在图3.1(a)所示电路中，若uc(0-)=0,t=0时开关S由2 打向1，直流电源经R向C充电，此时，电路的响应 为零状态响应。
始 us，向uRs放=0电，，因若为T电/2源>4内 ，阻在很T小/2，-T则时电间容范C围相内当C于上从电起荷始可电放压完，
这段时间范围即为零输入响应。第二周期重复第一周期，如
图3.3(c)所示，如此周而复始。
将这周期性变化的电压送到示波器Y轴输入端， 适当调节“时基”旋钮使荧光屏上清楚显示出一个周 期的波形，则前半周是零状态响应，后半周是零输入 响应。(用示波器的另一通道输入uS，以资鉴别是零 状态和零输入)。线性系统中，零状态响应与零输入 响应之和称为系统的完全响应。
us US
us US
t
0
T/2
T
t
0
T/2
T
零输入响应
零状态响应
零状态响应
rlc电路的暂态过程实验报告
rlc电路的暂态过程实验报告《RLC电路的暂态过程实验报告》摘要：本实验通过搭建RLC电路并进行暂态过程的实验，观察电路中电流和电压随时间的变化。
实验结果表明，RLC电路在初始时刻会出现振荡现象，随着时间的推移，振荡逐渐衰减直至稳定。
同时，观察到电路中的能量在振荡过程中的转换和损耗。
引言：RLC电路是由电阻、电感和电容组成的电路，它在电路中具有重要的应用价值。
在实际电路中，RLC电路经常出现暂态过程，即在电路刚刚接通或者断开时，电流和电压会发生变化。
因此，了解RLC电路的暂态过程对于电路的设计和分析具有重要意义。
实验目的：1. 了解RLC电路的基本原理和特性；2. 观察RLC电路的暂态过程，了解电路中电流和电压随时间的变化；3. 分析电路中的能量转换和损耗过程。
实验原理：RLC电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C）组成的串联或并联电路。
在电路中，电感和电容会储存能量，而电阻会消耗能量。
当电路中的电流或电压发生变化时，电感和电容会释放或吸收能量，导致电路中出现振荡现象。
在RLC电路的暂态过程中，电路中的能量会发生转换和损耗。
实验步骤：1. 按照实验要求搭建RLC电路；2. 接通电源，记录电路中电流和电压随时间的变化；3. 分析电路中的能量转换和损耗过程；4. 对实验结果进行总结和分析。
实验结果：实验结果表明，在RLC电路的暂态过程中，电路中的电流和电压会出现振荡现象。
随着时间的推移，振荡逐渐衰减直至稳定。
同时，观察到电路中的能量在振荡过程中的转换和损耗。
通过实验数据的分析，我们可以进一步了解RLC电路的特性和暂态过程。
结论：通过本次实验，我们对RLC电路的暂态过程有了更深入的了解。
实验结果表明，RLC电路在暂态过程中会出现振荡现象，并且电路中的能量会发生转换和损耗。
这些结果对于电路的设计和分析具有重要的参考价值。
展望：在今后的实验中，我们可以进一步研究RLC电路的特性和应用，探索更多关于电路暂态过程的规律和特点。
动态电路仿真实验
电子电路实验报告实验名称动态电路仿真实验实验人许士迪学号：10070305实验日期 2015年12月28日第17周报告完成日期 2015年12月28日第17周动态电路仿真实验一、实验目的通过仿真电路理解动态电路的基本工作原理及基本分析方法。
掌握Multisim 编辑动态电路、设置动态元件的初始条件、掌握周期激励的属性及对动态电路仿真的方法。
二、实验内容通过使用Multisim软件，模拟方波响应的普通和一阶全响应电路。
观察电路的波形图，计算三要素即初始值，稳态值和时间常数。
最后截图撰写实验报告。
三、实验环境Windows 7 操作系统MULTISIM 2001 软件四、实验步骤1、在Multisim中使用各元件连接电路。
函数发生器设置为3v，方波。
频率设置为100Hz。
打开示波器后观察波形。
打开开关后使示波器运行一段时间，之后将示波器左侧标示线移动到波形上升沿，将右侧标示线移动到下降沿，对齐，使得显示VB1为-3v，VB2为3v。
则初始值为-3v，稳态值为3v可计算得E为3v-（-3v）为6v。
计算63.2%E，可求得为3.792，取近似值为3.8.将右侧标示线移动到3.8位置，读此时的T2-T1的值，此值即为时间常数。
实验截图，如下：2、一阶全响应电路依照实验电路图在软件中连接。
设置函数发生器为方波输出，100Hz，10v。
在运行电路前打开开关，运行后示波器有波形稳定显示后闭合开关，观察示波器中显示的波形实验截图如下：五、实验小结通过这次实验，使我完整的了解了一阶电路的特性。
熟悉了Multisim 2001软件的使用方法，了解了许多元件的特性。
学会了三要素的观察与求得方法。
了解了一阶电路的波形等等。
因为种种原因，这次实验对我来说已经是很长时间之后的知识重新运用。
但是经过老师的细心教导，我还是很顺利的完成了这次实验，可以说完成的很好。
但是在电路原理上我还是有一些地方没有弄明白，之后我要努力学习电路知识，让我可以完全的了解实验电路的特性与原理。
电路基础-实验3 动态电路暂态过程(仿真实验)
图9-1 一阶RC 电路 实验三 一阶动态电路暂态过程的研究[实验目的]（1）研究一阶RC 电路的零输入响应、零状态响应和全响应的变化规律和特点。
（2）研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。
测定一阶电路的时间常数t ，了解电路参数对时间常数的影响。
（3）掌握积分电路和微分电路的基本概念。
（4）学习用示波器观察和分析电路的响应。
[实验原理与说明]（1电路，为一阶电路。
图9-1所示为一阶RC电路。
首先将开关S 置于1使电路处于零状态。
在t=0时刻由1扳向2，电路对激励U s的响应为零状态响应，有RC ts s c e U U t u --=)(这一暂态过程为电容充电的过程，充电曲线如图12-2（a ）所示。
电路的零状态响应与激励成正比。
若开头S 首先置于2使电路处于稳定状态，在t=0时刻由2扳向1，电路为零输入响应，有RC ts c e U t u -=)(这一暂态过程为电容放电过程，放电曲线如图9-2(b)所示。
电路的零输入响应与初始状态成正比。
动态电路的零状态响应与零输入响应之和称为全响应。
全响应与激励不存在简单的线性关系。
（a ）充电曲线 (b)放电曲线图9-2 一阶RC 电路的电容电压的充放电曲线及时间常数 （2）动态电路在换路以后，一般经过一段时间的暂态过程后便达到稳态。
由于这一过程不是重复的，所以不易用普通示波器来观察其动态过程。
可由方波激励实现一阶RC 电路重复出现的充放电过程。
其中方波激励的半周期T/2与时间常数τ(=RC)之比保持在5:1左右的关系，可使电容每次充、放电的暂态过程基本结束，再开始新一次的充、放电暂态过程（图9-3）。
其中充电曲线对应图9-1所示电路的零状态响应，放电曲线对应该电路的零输入响应。
图9-3方波激励与电容的充放电曲线（3）RC电路充、放电的时间常数τ可从示波器观察的响应波形中计算出来。
设时间坐标单位确定，对于充电曲线，幅值由零上升到终值的63.2%所需的时间为时间常数τ。
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。
一阶动态电路暂态过程实验总结和反思
电路突击：动态电路暂态过程实验实践总结与反思本次动态电路暂态过程实验，我们团队深入探究了相关理论和实验操作，通过实际操作完成了一系列电路测试，培养了实验能力和团队协作精神，并在实验实践中得到了宝贵的体验与感悟。
首先，对于动态电路暂态过程实验，我们的团队在准备和操作方面做了充分准备。
在实验前，我们详细了解了实验电路原理、参数和实验方法，并进行模拟分析和计算，以确保实验精度和可靠性。
在实验操作中，我们精心组织，各司其职，认真记录实验数据，并及时与实验结果相对照，调整电路参数，保证实验过程可控、可靠和精度高。
其次，我们在实验中体验到了实验操作的难点和技巧，并深刻认识到了在实验操作中的一些误区和盲点。
如对实验器材和测试仪器的熟悉程度、操作规范和设备排线的正确性对实验精度的影响；实验参数的选择和控制、电路连线的细节和端口的区分对实验结果的影响；实验失败原因的分析和排除、实验结果的分析和判断对实验结果的影响等等。
这些经验可以帮助我们更好地进行电路设计和实验操作，提高电路分析和测试的效率和精度。
最后，我们也体验到了团队协作和沟通的重要性。
在实验过程中，我们充分发挥了自己的优势，切实负责、认真协作，各自发挥自己的长处和特长，形成了勇攀高峰、共同发展的团队精神。
在谈论实验结果时，我们相互思考、相互学习、相互交流，探讨各自的独到见解、分析和理解，一起解决实验中遇到的问题和困难，一同完成实验目标，共同成长。
综上所述，动态电路暂态过程实验是一项不同寻常的实验，尽管实验过程中存在不少困难和挑战，但通过全面的准备、独到思考和团队沟通，我们克服了各种困难，完成了实验目标，取得了扎实的实验成果。
这次实验是我们成长的里程碑，对我们今后的电路学习和实验操作都将有重要的帮助和指导意义。
电路暂态实验报告
电路暂态实验报告电路暂态实验报告引言：电路暂态实验是电子工程领域中非常重要的一项实验，通过观察电路在初始状态和稳态之间的过渡过程，可以了解电路中各种元件之间的相互作用以及电流和电压的变化情况。
本实验旨在通过实际操作和测量，验证电路暂态理论，并深入理解电路暂态的特性和行为。
实验目的：1. 理解电路暂态的概念和特性；2. 学习使用示波器等仪器进行电路暂态实验；3. 掌握电路暂态分析的方法和技巧；4. 验证电路暂态理论。
实验原理：在电路中，当电源或输入信号发生突变时，电路中的电流和电压不会立即达到稳态，而是经历一个过渡过程，这个过程就是电路的暂态。
电路暂态的特性取决于电路中的元件类型、电源信号和初始条件等因素。
在实验中，我们将通过改变电源信号或初始条件，观察电路暂态的变化。
实验装置和材料：1. 示波器；2. 信号发生器；3. 电阻、电容等元件；4. 连接线等。
实验步骤：1. 搭建一个简单的RC电路，包括一个电阻和一个电容；2. 将信号发生器连接到电路的输入端，设置一个方波信号作为输入；3. 将示波器连接到电路的输出端，调整示波器的时间基准和垂直灵敏度；4. 开始实验，观察电路暂态的变化，并记录数据；5. 改变电路中的元件或信号发生器的参数，重复步骤4；6. 对实验数据进行分析和处理，验证电路暂态理论。
实验结果和讨论：通过实验，我们观察到了电路暂态的过程和特性。
当输入信号发生突变时，电路中的电流和电压并不会立即达到稳态，而是经过一段时间的变化才能稳定下来。
这个过程中，电容充电或放电，电阻起到了调节电流和电压的作用。
通过改变电路中的元件或信号发生器的参数，我们发现电路暂态的行为也会发生变化。
例如，当电容的容值增大时，电路暂态的时间常数也会增大，电路的响应速度变慢。
这与电路暂态理论是一致的。
实验中还可以通过测量电路中的电流和电压，绘制电流-时间和电压-时间曲线，进一步分析电路暂态的特性。
通过观察曲线的形状和变化，可以了解电路中各个元件的作用和相互关系。
动态电路分析仿真实验
动态电路分析仿真实验一、实验目的1、掌握 Multisim 编辑动态电路、设置动态元件的初始条件、掌握周期激励的属性及对动态电路仿真的方法。
2、理解一阶 RC 电路在方波激励下逐步实现稳态充放电的过程。
3、理解一阶 RL 电路在正弦激励下，全响应与激励接入角的关系。
二、实验器材计算机、Multisim 软件三、实验内容及分析RC 一阶动态电路仿真实验1． 一阶RC 电路的充、放电在 Multisim 10中，搭建RC 充、放电仿真实验电路，如图2.2.1所示。
当动态元件（电容或电感）初始储能为零（即初始状态为零）时，仅由外加激励产生的响应称为零状态响应；如果在换路瞬间动态元件（电容或电感）已储存有能量，那么即使电路中没有外加激励电源，电路中的动态元件（电容或电感）将通过电路放电，在电路中产生响应，即零输入响应。
在 Multisim 10中，单击图2.2.1所示电路中开关J 1的控制键A ，选择RC 电路分别工作在充电（零状态响应）、放电（零输入响应）状态。
（1）RC 充电（零状态响应）J1C1 1uFR110kΩV113 V J1Key = SpaceC11uFIC=13V 31207020911022易小辉7020911037谢剑萍（2）RC 放电（零输入响应）2． 一阶RC 电路的仿真实验。
当一个非零初始状态的一阶电路受到激励时，电路产生的响应称为全响应。
对于线性电路，全响应是零输入响应和零状态响应之和。
R110kΩC11uF7020911022易小辉7020911037谢剑萍XFG1XSC1A BExt Trig++__+_12R=4.5K C=1UFC=5uf R=20k实验结论：通过实验，发现电容电压波形受 R,C 元件参数及时间常数的影响。
其中时间常数对波形的影响从图上看：1.电容冲放电过程由近似的直线变成明显的与电压成非线形关系。
2.随着时间常数的增大，电容一次充电和放电的时间间隔明显增大。
动态电路仿真实验报告
一、实验目的1. 掌握使用Multisim软件进行动态电路仿真的基本方法。
2. 理解并验证一阶、二阶动态电路的基本特性。
3. 分析电路参数对动态电路响应的影响。
4. 通过仿真实验，加深对动态电路理论知识的理解。
二、实验原理动态电路是指电路中元件的参数（如电阻、电容、电感等）随时间变化的电路。
动态电路的特性主要取决于电路的结构和元件参数。
本实验主要研究一阶和二阶动态电路的响应特性。
三、实验仪器1. PC机一台2. Multisim软件四、实验内容1. 一阶动态电路仿真（1）搭建RC电路使用Multisim软件搭建一个RC电路，电路参数如下：R=1kΩ，C=1μF。
将电路连接到函数信号发生器上，输出一个5V的方波信号。
（2）仿真分析① 零输入响应：将电容C的初始电压设为5V，观察电容电压uc随时间的变化情况，并记录时间常数τ。
② 零状态响应：将电容C的初始电压设为0V，观察电容电压uc随时间的变化情况，并记录时间常数τ。
③ 完全响应：将电容C的初始电压设为5V，观察电容电压uc随时间的变化情况，并记录时间常数τ。
2. 二阶动态电路仿真（1）搭建RLC电路使用Multisim软件搭建一个RLC电路，电路参数如下：R=1kΩ，L=1mH，C=1μF。
将电路连接到函数信号发生器上，输出一个5V的方波信号。
（2）仿真分析① 零输入响应：将电感L的初始电流设为5A，观察电感电流iL随时间的变化情况，并记录时间常数τ。
② 零状态响应：将电感L的初始电流设为0A，观察电感电流iL随时间的变化情况，并记录时间常数τ。
③ 完全响应：将电感L的初始电流设为5A，观察电感电流iL随时间的变化情况，并记录时间常数τ。
五、实验结果与分析1. 一阶动态电路（1）零输入响应：电容电压uc随时间呈指数衰减，时间常数τ=1s。
（2）零状态响应：电容电压uc随时间呈指数增长，时间常数τ=1s。
（3）完全响应：电容电压uc随时间呈指数衰减和增长，时间常数τ=1s。
电路的暂态过程
时，电阻R 应为多大？
解（1）
（2） (3)
代入相关数据得
1.2.2 RC一阶电路零状态响应
图5.7 RC电路的零状态响应
如图5.7(a)所示，通过对充电过程进行分析得到RC
零状态电路的电压响应为：
电流响应为：
uc(t)和i(t)波形如图5.7(b)和图5.7(c)
由上面三式可画出图1.17，从此图知：一阶RL电路的零状态响应，是由
零值按指数规律向新的稳态值变化的过程，变化的快慢由电路的时间常数τ 来决定。
图1.16 RL零状态响应
图1.17 RL零状态响应波形图
例5-10 如图1.16所示电路，已知Us=10V，R=10Ω，L=5H，当开关S 闭合后，计算：(1)电路到达新的稳定状态时的电流；(2) t=0s和t=+∞时 电感上的电压。
电路基础
电路的暂态过程
• 1.1 换 路 定 律及初始值的确定 • 1.2 RC电路的暂态过程 • 1.3 RL电路的暂态过程 • 1.4 RC一阶电路在脉冲信号作用下的暂态过程
• 1.1.1 电路的过渡过程
• 直流电路及周期电流电路中，所有响应或是恒稳不变，或
是按周期规律变动。电路的这种工作状态，称为稳定状态， 简称稳态。但是，在含有储能元件——电容、电感的电路 中，当电路的结构或元件的参数发生改变时，电路从一种 稳定状态变化到另一种稳定状态需要有一个动态变化的中 间过程，称为电路的动态过程或过渡过程。动态电路分析 就是研究电路在过渡过程中电压与电流随知Us =12V， R=5kΩ，C=1000µF。开关S闭合前，电路处 于零状态，t=0时开关闭合，求闭合后的uC和 iC。
电路暂态过程实验报告
电路暂态过程实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解电路暂态过程的基本原理和现象，通过实际操作和测量，观察电路在接通、断开电源等情况下的电流、电压变化，掌握暂态过程中电路参数对过渡过程的影响，并学会运用理论知识分析和解释实验结果。
二、实验原理1、一阶电路的暂态过程一阶电路是指可以用一阶微分方程来描述的电路。
在一阶 RC 电路中，当开关闭合或断开时，电容的充电和放电过程会导致电路中的电流和电压发生暂态变化。
其时间常数τ ＝ RC，决定了暂态过程的快慢。
2、一阶 RL 电路的暂态过程一阶 RL 电路中，电感的储能和释能会引起电流的暂态变化。
时间常数τ ＝ L/R 同样影响着暂态过程的持续时间。
三、实验设备与器材1、直流电源2、电阻、电容、电感等元件3、示波器4、万用表四、实验内容与步骤1、一阶 RC 电路的暂态过程（1）按图连接好一阶 RC 充电电路，其中电源电压为_____V，电阻 R 为_____Ω，电容 C 为_____μF。
（2）用示波器观察并记录电容两端的电压 uc 随时间的变化曲线。
（3）改变电阻 R 的值，重复上述实验，观察时间常数τ 的变化对充电过程的影响。
2、一阶 RC 电路的放电过程（1）连接好一阶 RC 放电电路，电容事先充电至_____V。
（2）用示波器观察并记录电容两端的电压 uc 随时间的变化曲线。
（3）改变电容 C 的值，重复实验，观察时间常数τ 的变化对放电过程的影响。
3、一阶 RL 电路的暂态过程（1）按图连接好一阶 RL 电路，电源电压为_____V，电阻 R 为_____Ω，电感 L 为_____mH。
（2）用示波器观察并记录电感中的电流 iL 随时间的变化曲线。
（3）改变电阻 R 的值，重复实验，观察时间常数τ 的变化对暂态过程的影响。
五、实验数据记录与处理1、一阶 RC 充电过程电阻 R ＝100Ω，电容 C ＝100μF 时，充电时间常数τ ＝ 10ms，示波器显示的 uc 曲线上升较慢。
rlc电路的暂态过程实验报告
rlc电路的暂态过程实验报告RLC电路的暂态过程实验报告一、引言RLC电路是由电阻、电感和电容组成的一种基本电路。
在电路中，当电源的输入信号发生变化时，电路中的电流和电压会出现暂态过程。
本实验旨在研究RLC电路在不同初始条件下的暂态过程，并通过实验数据分析和计算验证理论模型。
二、实验装置与方法1. 实验装置本实验使用的实验装置包括：RLC电路、示波器、函数发生器、电阻箱、电感、电容等。
2. 实验方法（1）搭建RLC电路，将电阻、电感和电容按照实验要求连接起来。
（2）通过函数发生器提供输入信号，观察示波器上电流和电压的波形。
（3）记录不同初始条件下电流和电压的变化情况。
（4）根据实验数据进行分析和计算。
三、实验结果与分析1. 不同初始条件下的电流和电压波形在实验中，我们改变了电路中的初始条件，观察到了不同的电流和电压波形。
当电路中的电容初始电压为0时，电流会随时间逐渐增大，直到达到稳态；当电路中的电感初始电流为0时，电流会随时间逐渐减小，直到达到稳态。
这与理论模型相符。
2. 暂态过程的计算与分析根据RLC电路的理论模型，我们可以通过计算得到电流和电压的理论值，并与实验数据进行对比。
通过比较，我们可以验证理论模型的准确性。
四、实验误差与改进在实验过程中，由于设备和测量的限制，可能会产生一定的误差。
例如，电路元件的参数可能与理论值存在一定的偏差，测量仪器的精度也会对实验结果产生影响。
为减小实验误差，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的测量仪器，提高测量的准确性。
2. 对电路元件的参数进行精确测量，并与理论值进行对比。
3. 多次重复实验，取平均值，减小随机误差的影响。
五、实验结论通过本次实验，我们研究了RLC电路的暂态过程，并验证了理论模型的准确性。
实验结果表明，电路中的电流和电压在不同初始条件下会出现不同的暂态过程，与理论模型相符。
然而，由于实验误差的存在，实验结果与理论值之间可能存在一定的差异。
仿真电工实验报告
一、实验题目基于Multisim的RC电路暂态过程仿真二、实验目的1. 学习EDA软件Multisim的使用。
2. 观测RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
3. 观测RC电路构成的微分电路和积分电路。
三、实验原理RC电路是由电阻（R）和电容（C）组成的电路，其暂态过程是指电路在接通或断开电源后，电容和电阻中的电荷和电压变化的过程。
RC电路的暂态过程主要包括零输入响应、零状态响应和全响应。
1. 零输入响应：当电路在稳态条件下，突然断开电源，电路中的电荷和电压将发生变化，直到达到新的稳态。
此时，电路中的电压和电流的变化仅由电路元件的初始状态决定。
2. 零状态响应：当电路在稳态条件下，突然接通电源，电路中的电荷和电压将发生变化，直到达到新的稳态。
此时，电路中的电压和电流的变化仅由电路元件的初始状态决定。
3. 全响应：电路在接通或断开电源时，电路中的电荷和电压将同时发生变化，直到达到新的稳态。
此时，电路中的电压和电流的变化由电路元件的初始状态和电源的输入共同决定。
四、实验内容1. 零状态响应（1）搭建RC电路使用Multisim软件搭建如图1所示的RC电路，其中R为电阻，C为电容。
图1 零状态响应电路（2）观测零状态响应过程首先完成对电路的理论计算，获得该电路的时间常数τ = RC。
由此确定暂态过程观测时间可持续约5-6倍时间常数的时长。
初始状态为开关断开，以此开始仿真实验。
打开示波器观测窗口，开始仿真，闭合开关，通过示波器窗口观测电容器上电压的变化趋势，记录示波器中uc(t)的图像，适时停止仿真，观察示波器并记录相关数据。
图2 零状态响应电路仿真结果2. 零输入响应（1）搭建RC电路使用Multisim软件搭建如图3所示的RC电路，其中R为电阻，C为电容。
图3 零输入响应电路（2）观测零输入响应过程首先完成对电路的理论计算，获得该电路的时间常数τ = RC。
由此确定暂态过程观测时间可持续约5-6倍时间常数的时长。
动态电路的仿真实验
动态电路的仿真实验一、实验目的1、学习Multisim 仿真软件的使用方法，并用之研究动态电路。
2、测定RC 一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应。
3、学习电路时间常数的测量方法。
4、掌握有关微分电路和积分电路的概念。
二、实验原理与内容1、RC 充放电 (1) 实验原理RC 充放电电路是一个典型的一阶电路，其中的任何响应都按照同一指数规律变化，时间常数τ是一阶网络中很重要的参数，时间常数的大小决定了过渡过程的长短。
时间常数就是阶跃响应上升到稳态值的63.2％所需的时间。
对于RC 网络τ= RC 。
(2) 实验内容按图7-1（a ）连接电路，选定元件参数值，取信号源电压U m = 3V ，f =1000H Z ，设置示波器 timebase 为200us/Div 。
利用示波器观测u i 、u c 响应波形，测出时间常数τ。
C110nFC12.2uF图（a）图（b）图7-12、积分电路 (1) 实验原理在上面电路中 dt u RC dt R u c idt cu RR c ∫∫∫===)(1)(11 当电路的时间常数τ= RC 很大，τ＞＞T ，则输入电压 u S 与电阻电压u R 近似相等，上式近似为 dt u RC u s C ∫≈1当输入电压为方波，且满足τ＞＞T 时，输出电压近似三角波，电路起积分作用。
(2) 实验内容 按图7-1（b ）连接电路，取信号源电压U m =3V ，f = 1000H Z ，输出取自电容。
设置channel B 的 Scale 为100mV/Div 。
待波形稳定后，观察激励与响应波形，并做记录。
3、微分电路 (1) 实验原理当时间常数τ= RC 很小，满足τ＜＜T 时，则输入电压与电容电压近似相等，上式近似为 )()(dtdu RC dtdu RC Ri u sCR ≈==当输入电压为方波时，且τ＜＜T ，则输出电压是指数脉冲，电路起微分作用。
(2) 实验内容按图7-2连接电路并选取参数，取信号源电压U m =3V ，f=1000H Z ，输出取自电阻，观察激励与响应波形。
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图9-1 一阶RC 电路 实验三 一阶动态电路暂态过程的研究
[实验目的]
（1）研究一阶RC 电路的零输入响应、零状态响应和全响应的变化规律和特点。
（2）研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。
测定一阶电路的时间常数t ，了解电路参数对时间常数的影响。
（3）掌握积分电路和微分电路的基本概念。
（4）学习用示波器观察和分析电路的响应。
[实验原理与说明]
（1电路，为一阶电路。
图9-1所示为一阶RC
电路。
首先将开关S 置于1使电路处于零状
态。
在t=0时刻由1扳向2，电路对激励U s
的响应为零状态响应，有
RC t
s s c e U U t u --=)(
这一暂态过程为电容充电的过程，充电曲线如图12-2（a ）所示。
电路的零状态响应与激励成正比。
若开头S 首先置于2使电路处于稳定
状态，在t=0时刻由2扳向1，电路为零输
入响应，有
RC t
s c e U t u -=)(
这一暂态过程为电容放电过程，放电曲线如图9-2(b)所示。
电路的零输入响应与初始状态成正比。
动态电路的零状态响应与零输入响应之和称为全响应。
全响应与激励不存在简单的线性关系。
（a ）充电曲线 (b)放电曲线
图9-2 一阶RC 电路的电容电压的充放电曲线及时间常数 （2）动态电路在换路以后，一般经过一段时间的暂态过程后便达到稳态。
由于这一过程不是重复的，所以不易用普通示波器来观察其动态过程。
可由方波激励实现一阶RC 电路重复出现的充放电过程。
其中方波激励的半周期T/2与时间常数τ(=RC)之比保持在5:1左右的关系，可使电容每次充、放电的暂态过程基本结束，再开始新一次的充、放电暂态过程（图9-3）。
其中充电曲线对应图9-1所示电路的零状态响应，放电曲线对应该电路的零输入响应。
图9-3方波激励与电容的充放电曲线
（3）RC电路充、放电的时间常数τ可从示波器观察的响应波形中计算出来。
设时间坐标单位确定，对于充电曲线，幅值由零上升到终值的63.2%所需的时间为时间常数τ。
对于放电曲线，幅值下降到初值的36.8%所需的时间同为时间常数τ（图9-2）
（4）一阶RC动态电路在一定的条件下，可以近似构成微分电路或积分电路。
当时间常数τ（=RC）远远小于方波周期T时，图9-4（a）所示为微分电路。
输出电压u0(t)与方波激励u s(t)的微分近似成比例，输入、输出波形如图9-4(b)所示。
从中可见，利用微分电路可以实现从方波到尖脉冲波形的转变。
（a）微分电路(b)微分电路输入输出波形
图9-4微分电路及其输入输出波形
当时间常数τ（=RC）远远大于方波周期T时，图9-5（a）所示为积分电路，输出电压u0(t)与方波激励u s的积分近似成比例。
输入、输出波形如图9-5（b）所示。
从中可见，利用积分电路可以实现从方波到三角波形的转变。
（a）积分电路(b)积分电路输入输出波形
图9-5 积分电路及其输入输出波形
[实验任务]
（1）连接电路如图9-6所示，应用示波器观察RC电路充、放电的动态波
形，确定时间常数，并与理论值进行比较。
延时开关参数的说明：如图9-7所示设定延时开关的参数，其中Time on为5s，Time off为1s。
TON是指以激活电路的时刻为t＝0，在t=5s时开关由位置2变为位置3。
TOFF是指t＝1s时，开关有位置3变为位置2。
一般情况下：t在0－1s之间，开关的位置由这两个参数中较小值决定，若TOFF〈TON，则在0－1s之间，开关在位置2；若TOFF〉TON，则在0－1s之间，开关在位置3。
图9-6 接有延时开关的充放电电路
图9-7 延时开关参数设置
（2）图9-8所示，微分电路接至峰值一定，周期T一定的方波信号源，调节电阻值和电容箱电容值。
观察并描绘τ=0.01T、τ=0.2T和τ=T三种情况下的
u s(t)和u0(t)的波形。
用示波器测出对应各种情况的时间常数，记入表9-1中，并与给定的理论值比较。
图9-8 微分电路
表
选取合适的电阻，电容参数，观察并描绘τ=T、τ=3T和τ=5T三种情况下的u s(t)和u0(t)的波形，用示波器测出对应的时间常数。
自拟表格，记录有关数据和波形。
并与给定的理论值比较。
图9-9 积分电路
（4）将RC一阶电路改为RL一阶电路，观察并描绘有关暂态过程的波形。
（5）设计一个简单的一阶网络实验线路，要求能观察到该网络的零输入响应、零状态响应和全响应。
研究输入响应与初始状态，零状态响应与激励的线性
关系。
讨论全响应与激励的关系。
[预习与思考]
（1）将方波信号转换为尖脉冲信号，可通过什么电路来实现？对电路的参数有什要求？
（2）将方波信号转换为三角波信号，可通过什么电路来实现？对电路的参数有什么要求？
（3）为什么本实验中所介绍的RC微、积分电路是近似的微、积电路？最大误差出现在什么地方？
（4）完成实验任务中的纪录数据或波形的自拟表格。
（5）完成实验任务中的电路设计，并做出相应的理论分析。
[实验报告要求]
（1）绘制所有波形曲线。
（2）完成实验任务中所有表格的数据记录和计算工作。
（3）分析实验任务中的纪录波形，总结微分电路的设计原则。
（4）分析实验任务中的纪录波形，总结积分电路的设计原则。
（6）做出实验任务（5）的设计实验报告。