電網(wǎng)絡實驗4--二階RLC電路的暫態(tài)響應

1、電子信息工程彭嘉喬實驗報告學號:日期:地點:31301040842015.04.21東 3-206課程名稱：電網(wǎng)絡分析實驗名稱：二階 RLC電路的暫態(tài)響應一、實驗目的和要求（必填）三、主要儀器設備（必填）五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理七、討論、心得指導老師:實驗類型:成績：同組學生姓名: 二、實驗內(nèi)容和原理（必填） 四、操作方法和實驗步驟 六、實驗結果與分析（必填）張紅巖一、實驗目的和要求1、學習二階動態(tài)電路響應的測量方法，了解元件參數(shù)對相應波形的影響；2、觀察、分析二階電路響應的三種不同情況及其特點，加深對二階電路響應的認識和理解;3、掌握二階電路狀態(tài)軌跡的測量方法；4、從欠阻尼響應曲線中計算動態(tài)響

2、應的特性參數(shù)。二、實驗內(nèi)容和原理實驗內(nèi)容：1、在示波器上觀察二階電路的過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種暫態(tài)形式。記錄臨界電阻值，欠阻尼電路參數(shù)a3d。實驗電路由組件 DG08上的電阻、電容、電感和號源提供的脈沖信號及可變電阻箱構成。2、觀測在電路在三種不同狀態(tài)下的狀態(tài)軌跡。實驗原理:1、二階電路：可以用下述二階線性常系數(shù)微分方程來描述:用二階微分方程描述的動態(tài)電路稱為二階電路,LCdRcdrUc Us(1-1)初始值為Uc(0 )dUc(t)dtU0iL(0 )C1 0CUc(t)。2LC p RCp 1 I特征值為:P1,2R2L1LCJ 2 02衰減系數(shù)（阻尼系數(shù)）2L自由振蕩角頻率（固有頻率

3、）1/LC求解該微分方程，可以得到電容上的電壓的特征方程為:式（1-1）臨界阻尼：噸 振蕩角頻率:d尸弋牯2L 22、二階電路的零狀態(tài)響應 ?電路圖：5 L110mHR151 QR21kQ 100%Key=AXSC1V1400 Hz5VC1-0OnFExt Trig吐二當選擇不同的 R、L、C參數(shù)時，會產(chǎn)生三種不同狀態(tài)的響應，即過阻尼、欠阻尼和臨界阻尼三種 狀態(tài)。2 JT(1)當 VU時，&5，電路中的電阻過大，稱為過阻尼狀態(tài)。電壓、電流響應呈現(xiàn)出非周期性衰減 的特點，如下圖所示：AlXl)i過阻尼狀態(tài)時的電壓、電流波形R< 2Ji(2)當 V時， 5，電路中的電阻過小，稱為欠阻

4、尼狀態(tài)。電壓、電流響應具有衰減振蕩的特點。 這時，特征根 叫-4冋是一對共扼復根，其中阻尼振蕩角頻率 下圖所示：g侷"'，電壓、電流波形如欠阻尼狀態(tài)時的電壓、電流波形只=2#0=0,暫態(tài)過程界于非周期與(3)當WL時,占5，電路中的電阻適中，稱為臨界狀態(tài)。此時,周期之間，其本質(zhì)屬于非周期暫態(tài)過程。3、欠阻尼狀態(tài)時的衰減系數(shù)占和振蕩周期廠的測量方法：叫的表達式為Uf U1且嚴Sintuf + aictan(孑丿當電路處于欠阻尼狀態(tài)時，零狀態(tài)響應其振蕩波形如下圖所示。用示波器讀取丁及1、，則衰減系數(shù)寸.In%/T a阻尼振蕩角頻率諧振角頻率 =3+。主要儀器設備信號源、DG08實

5、驗組件、可變電阻箱、示波器。四、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理1暫態(tài)形式過阻尼(R=i50(n)II 耳.*r1, 4- - : ：'_ - S J 1 '-TB d T S',旳0.4疔tt* 山 W.欠阻尼（50 Q）:F一'bij yvwww*.''ij »*ril r.ilrF f 1 fi n 1 ,1 1；【 1 1= n 1 , 1n1 EH i °1 n1 1 ! F 1III 1 in i 1 F 1j 11ii_ _b - * 上-,r 1 r , 1_ii工1_ _ ._ u, '-11 1'ILu

6、;-2、狀態(tài)軌跡過阻尼（R=150QQ ）臨界阻尼（894Q）:;:I1vrr-P"IlL!II<HIE-HH'jiniiiiniii-ii-ii1 - r Li M Fl b 1F.N '=.I'lFaJ-rlr-i-n-： = - . . - -1 - 1BC-rrr-n-razBrg|F>J III 1 l| -1 p 1' 1'1 屯1 L -1 t 1 ij rl 1 F- r 1'1 11 14lii'FJ欠阻尼（50 Q）:P&IXXT n：idc>33、具體數(shù)據(jù)UlmU2mTdR2.51V1.12V288 jjs50 Q五、實驗結果與分析欠阻尼時衰減系數(shù)a：/?50理論值 a* 10 -2500實測值2 4訐晶滬T®諾=2皿*E _ |2呂1況7-羞皿相對誤差250n* 100=12.6%震蕩角頻率3：理論值亠了 =忌=（1尸爲= 22咖心= 2.-2*3J4. 58s7k) = 218閃皿訕"E 相對誤差2236J六、討論、心得通過本次實驗我學習二階動態(tài)電路響應的測量方法，了解元件參數(shù)對相應波形的影響，觀察、分析