RLC電路暫態(tài)特性研究課件

RLC電路暫態(tài)特性研究實(shí)驗(yàn)原理RLC電路的暫態(tài)過(guò)程就是當(dāng)電源接通或斷開(kāi)的瞬間(通常只有幾個(gè)毫秒甚至幾個(gè)微秒)，電路中的電流或電壓非穩(wěn)定的變化過(guò)程，即形成電路充電或放電的瞬間變化過(guò)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(shí)間常量或半衰期。暫態(tài)過(guò)程研究牽涉到物理學(xué)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(dāng)電鍵合向“1”時(shí)，電源E通過(guò)R對(duì)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(guò)R放電。充電時(shí)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(shí)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(guò)程的快慢。

當(dāng)放電時(shí)UC從E減少到，

相應(yīng)的時(shí)間.EtVcE半衰期時(shí)間常數(shù)2．RLC串聯(lián)電路當(dāng)K與1接通時(shí)，電源E對(duì)電容器C充電，充到電容兩端電壓UC等于E時(shí)，將K與2接通，則電容器在閉合的RLC回路放電。時(shí)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(shí)間的變化如圖所示，欠阻尼振蕩狀態(tài)。為振蕩角頻率實(shí)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(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響的．電阻R的作用是加上阻尼項(xiàng)，使振蕩幅度呈指數(shù)衰減，衰減的快慢由時(shí)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(guò)渡狀態(tài)，電路中各物理量的變化過(guò)程不再具有周期性。

實(shí)驗(yàn)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(gè)周期時(shí)間內(nèi)，電源對(duì)電容器C充電，而在方波電壓為零的半個(gè)周期內(nèi)，電容器內(nèi)電荷通過(guò)電阻R放電。充放電過(guò)程如圖所示。

1．RC電路暫態(tài)過(guò)程的觀測(cè)（1）把方波信號(hào)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(cè)量半衰期T1/2，求出τ的實(shí)驗(yàn)值，并與理論值τ=RC進(jìn)行比較．2．RLC電路暫態(tài)過(guò)程的觀測(cè)（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(cè)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(biāo)紙繪制RC電路充放電時(shí)VC和VR的波形。（2）計(jì)算和，作百分差比較。數(shù)據(jù)處理2．RLC電路（1）用坐標(biāo)紙繪制RLC電路放電時(shí)VC的波形。（2）計(jì)算和，作百分差比較。T方波01/52/51/23/54/51t/msUC/VUR/V1．RC電路2．