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文檔簡介
RLC電路暫態(tài)特性研究實驗原理RLC電路的暫態(tài)過程就是當電源接通或斷開的瞬間(通常只有幾個毫秒甚至幾個微秒),電路中的電流或電壓非穩(wěn)定的變化過程,即形成電路充電或放電的瞬間變化過程。這瞬態(tài)變化快慢是由電路內(nèi)各元件量值和特性決定的,描述瞬態(tài)變化快慢的特性參數(shù)就是放電電路的時間常量或半衰期。暫態(tài)過程研究牽涉到物理學的許多領(lǐng)域,在電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。
1.RC串聯(lián)電路
當電鍵合向“1”時,電源E通過R對電容C充電,直到電容兩端電壓等于E;在電容充電后,把電鍵合向“2”,電容C將通過R放電。充電時電容器上電壓UC是按指數(shù)逐漸上升,UR按指數(shù)逐漸減小。
而放電時UC則按指數(shù)逐漸減小,UR
反向,按指數(shù)逐漸減小。
,單位為秒。它反映了電壓按指數(shù)函數(shù)變化的快慢,即電路中暫態(tài)過程的快慢。
當放電時UC從E減少到,
相應(yīng)的時間.EtVcE半衰期時間常數(shù)2.RLC串聯(lián)電路當K與1接通時,電源E對電容器C充電,充到電容兩端電壓UC等于E時,將K與2接通,則電容器在閉合的RLC回路放電。時間常數(shù)此電路的各物理量均呈現(xiàn)振蕩特性.
UC的振幅按指數(shù)衰減,它隨時間的變化如圖所示,欠阻尼振蕩狀態(tài)。為振蕩角頻率實際上不但電容和電感本身都有電阻,而且回路中也存在回路電阻,這些電阻是會對電路產(chǎn)生影響的.電阻R的作用是加上阻尼項,使振蕩幅度呈指數(shù)衰減,衰減的快慢由時間常數(shù)決定.(2)臨界阻尼狀態(tài),,
是欠阻尼振蕩剛剛不出現(xiàn)振蕩的過渡狀態(tài),電路中各物理量的變化過程不再具有周期性。
實驗中用方波發(fā)生器代替了直流電源和電鍵。用示波器觀察電容器的波形,在方波電壓值為U0的半個周期時間內(nèi),電源對電容器C充電,而在方波電壓為零的半個周期內(nèi),電容器內(nèi)電荷通過電阻R放電。充放電過程如圖所示。
1.RC電路暫態(tài)過程的觀測(1)把方波信號發(fā)生器、電阻R=0~4.7K、電容C=0.1F,示波器按圖接線。
(2)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R,觀察VC和VR的波形。
(3)記錄電阻R=1K、電容C=0.1F,VC和VR的波形.(4)測量半衰期T1/2,求出τ的實驗值,并與理論值τ=RC進行比較.2.RLC電路暫態(tài)過程的觀測(1)按圖接線,電阻取0~4.7K,電容取0.1F,L取0.01H,調(diào)節(jié)可調(diào)電阻,觀測三種阻尼狀態(tài)電容上Vc的波形。思考題11.RC電路(1)用坐標紙繪制RC電路充放電時VC和VR的波形。(2)計算和,作百分差比較。數(shù)據(jù)處理2.RLC電路(1)用坐標紙繪制RLC電路放電時VC的波形。(2)計算和,作百分差比較。T方波01/52/51/23/54/51t/msUC/VUR/V1.RC電路2.
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