RLC电路暂态特性研究_精品文档.ppt

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RLC电路暂态特性研究电路暂态特性研究实验原理nRLC电路的暂态过程就是当电源接通或断开的瞬间（通常只有几个毫秒甚至几个微秒），电路中的电流或电压非稳定的变化过程，即形成电路充电或放电的瞬间变化过程。

这瞬态变化快慢是由电路内各元件量值和特性决定的，描述瞬态变化快慢的特性参数就是放电电路的时间常量或半衰期。

暂态过程研究牵涉到物理学的许多领域，在电子技术中得到广泛的应用。

1RC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。

充电时放电时初始条件：

充电时t=0，Uc=0；放电时t=0，Uc=E。

由此得方程

（1）的解为

（1）充电过程放电过程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。

单位为秒。

它反映了电压按指数函数变化的快慢，即电路中暂态过程的快慢。

当放电时UC从E减少到，相应的时间.EtVcE半衰期时间常数2RLC串联电路当K与1接通时，电源E对电容器C充电，充到电容两端电压UC等于E时，将K与2接通，则电容器在闭合的RLC回路放电。

此方程的解可分为以下三种情况：

（1）欠阻尼状态只讨论放电过程，电容两端电压UC时间常数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。

为振荡角频率实际上不但电容和电感本身都有电阻，而且回路中也存在回路电阻，这些电阻是会对电路产生影响的电阻R的作用是加上阻尼项，使振荡幅度呈指数衰减，衰减的快慢由时间常数决定

（2）临界阻尼状态，是欠阻尼振荡刚刚不出现振荡的过渡状态，电路中各物理量的变化过程不再具有周期性。

（3）过阻尼状态，此时为阻尼较大的情况，此电路的各物理量也不再具有周期性变化的规律，而是缓慢地趋向平衡值。

实验中用方波发生器代替了直流电源和电键。

用示波器观察电容器的波形，在方波电压值为U0的半个周期时间内，电源对电容器C充电，而在方波电压为零的半个周期内，电容器内电荷通过电阻R放电。

充放电过程如图所示。

1RC电路暂态过程的观测

（1）把方波信号发生器、电阻R=04.7K、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，求出的实验值，并与理论值=RC进行比较2RLC电路暂态过程的观测

（1）按图接线,电阻取04.7K，电容取0.1F，L取0.01H，调节可调电阻，观测三种阻尼状态电容上Vc的波形。

（2）电阻取47，电容取0.1F，L取0.01H，用示波器观察、测量并描绘放电时欠阻尼过程电容上Vc的波形（3）从示波器上测量阻尼振荡时任意两个同一侧的振幅值VC1、VC2及其对应的时间t1、t2，计算时间常数并与理论值比较思考题11RC电路

（1）用坐标纸绘制RC电路充放电时VC和VR的波形。

（2）计算和，作百分差比较。

数据处理2RLC电路

（1）用坐标纸绘制RLC电路放电时VC的波形。

（2）计算和，作百分差比较。

T方波01/52/51/23/54/51t/msUC/VUR/V1RC电路2RLC电路TUc01/213/225/2t/msUC/V1RC电路2RLC电路计算