电容器充放电及RC暂态过程教学体会
rlc电路暂态过程实验报告
rlc电路暂态过程实验报告实验目的：通过实验观察RLC电路的暂态过程，了解电路中电感、电容和电阻的作用。
实验原理：RLC电路是由电感、电容和电阻组成的串联电路。
在电路中加入直流电源后，电路中的电流和电压会随着时间的变化而发生变化，这种变化过程称为暂态过程。
在暂态过程中，电路中的电流和电压会经历一定的变化过程，最终趋于稳定。
实验装置：实验中使用的装置包括直流电源、电感、电容和电阻等元件，以及示波器、万用表等测量仪器。
实验步骤：1. 将电感、电容和电阻按照串联电路的连接方式连接好，并接入直流电源。
2. 使用示波器观察电路中电流和电压随时间的变化情况。
3. 测量电路中电流和电压的大小，并记录下相应的数据。
实验结果与分析：在实验中观察到，当电路中加入直流电源后，电流和电压会随着时间的变化而发生变化。
首先，电路中的电流和电压会出现瞬态过程，即在刚接通电源时，电流和电压会迅速增大，然后逐渐趋于稳定。
这是由于电感和电容的作用，在电路刚接通电源时，会出现电感和电容的充电和放电过程，导致电流和电压的变化。
通过测量和观察实验数据，可以得出电路中电感、电容和电阻的作用。
电感在电路刚接通电源时会抵抗电流的变化，导致电流变化缓慢；电容则会导致电压的变化缓慢；而电阻则会影响电路中电流和电压的大小。
结论：通过实验观察RLC电路的暂态过程，我们了解了电感、电容和电阻在电路中的作用。
在电路中加入直流电源后，电路中的电流和电压会经历一定的变化过程，最终趋于稳定。
这些变化过程是由电感、电容和电阻共同作用的结果。
通过实验，我们对RLC电路的暂态过程有了更深入的了解。
RLC串联电路的暂态过程实验报告
RLC 串联电路的暂态过程实验报告【实验目的】1、研究当方波电源加于RC 、RL 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充、放电规律的认识。
2、观察当方波电源加于RLC 串联电路时产生的阻尼衰减振荡的特性及测量方法。
【试验仪器】信号发生器、双踪数字存储示波器、电阻、电感、电容、导线若干、面包板【实验原理】1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形.2. 在由电阻R 及电容C 组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充放电过程.充电时)1(τt c e E U --=；放电时，τtc e E U -=·.其中，τ为时间常数，且RC =τ.取对数作出相关图像拟合直线可以求得τ.3. 在由电阻R 、电容C 及电感L 组成的直流串联电路中，根据电阻R 阻值的不同，暂态过程有三种状态，即：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼.【实验步骤】1、RC ：（1）选择合适的R 和C 值，根据时间常数，选择合适的方波频率，一般要求方波的周期T ＞10 ，这样能较完整地反映暂态过程，并且选用合适的示波器扫描速度，以完整地显示暂态过程。
（2）把方波信号发生器、电阻R 、电容C ，示波器按图1接线。
（2）选取不同的电阻R ，观察UC 的波形。
并记录二组电阻和电容取不同值时UC 的波形（可拍照反映其差别）。
（4）测量相应的二组半衰期T1/2，求出τ和R 的实验值，并与理论值R 进行比较。
2、RLC ：（1）根据实验选用的电容和电感的值，算出临界电阻的阻值 。
（2）按图3接线,观测欠阻尼状态和过阻尼状态下电容上Uc 的波形。
（拍照）五、实验结果临界0.022uF 10mH 2000Ω六、实验分析示波器要选择合适的扫描速率档位和衰减档位，以显示恰当的波形。
使用双踪示波器要正确接线，注意两通道的接地点应该位于线路的同一点，否则会引起部分电路短路。
接线时要注意信号源和示波器共地。
若图像有分叉、平移或跳动现象，请调节“释抑”和“电平”开关使之稳定误差分析：1. 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,故实际测出的时间常数会偏小.2. 数字示波器记录的数据精确度有限，例如对于RC电路，R=1kΩ的情况，时间的最小精度为0.000004s，电压的最小精度为0.004v；且有时无法显示细微的区别，可能会出现多个时间对应同一个电压值的情况.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，例如定值电阻阻值可能变大.6. 电源电压不稳定.。
《电容器的充电和放电》教学设计完美版(可编辑修改word版)
《电容器的充电和放电》教学设计刘国钧职教中心余萍一、教学设计的基本出发点1、注重问题情景的创设，促成学生真正地成为学习的主体。
《电工基础》学习的主要目的不仅仅是学习《电工基础》中知识性的内容，更重要的是让学生学会学习，学会探索，形成良好的学习方法。
意义是不能给予的，只能靠主动发现。
注重问题情景的创设，唤起学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲，真正地成为学习的主体。
2、重视学生参与教学活动，关注学生的情感体验。
本节课所设计的教学活动让学生参与其中，利用学生的生活经验和体验来帮助化解学习中的难点，化抽象为具体，让学生由浅入深，学习起来很轻松，并感觉到触类旁通的学习乐趣。
这样不仅让学生十分清晰地理解电容器的充放电中电压、电流的变化，还将让学生产生浓厚的学习兴趣。
3、注重将理论与实际应用有机结合，从而降低抽象知识的学习的难度，体现应用性。
富有探索性的《电工基础》学习实践活动是发现电学现象背后意义的关键，亦是《电工基础》素养形成的过程。
在教学过程中强调学生的实践，如：操作演示实验、动手检测电容。
这些不仅让学生增强了理论联系实际的能力，还提高了动手操作能力和科学探究能力。
二、教材分析1、教材的地位及作用本节课选自全国中学职业教育国务院规划教材（周绍敏）主编的《电工基础》2001.7 月第一版第四章第三节。
电容器是电路的基本元件之一，在电力系统作为功率因数的补偿元件；在电子电路中作为滤波、耦合、隔直元件；在机械加工中，用来产生电火花加工，因此电容器是一种应用非常广泛的电工元件。
而以上功能主要源于电容器的充、放电特性。
所以这部分知识既具有其独立性，又有其延展性，是后续学习的一个支点。
2、教学目标及确立目标的依据（1）知识目标 :① 能说出何为电容器的充、放电。
② 能分析并判断电容器充、放电过程中的电流、电压的变化规律，能说出电流与电压的关系表达式。
③会进行电容器质量的判别。
（2）能力目标：通过学生对实验的观察和研究，以及亲自动手实验来提高学生的动手能力、科学探究能力、抽象思维能力和理论联系实际的能力。
长江大学物理实验报告RC,RLC电路的暂态过程
大学物理课题RC、RLC电路的暂态过程教学目的 1、观察RC电路的暂态过程，理解时间常数τ的意义。
2、观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼震荡规律。
重难点 1、观察RC电路的暂态过程，理解时间常数τ的意义；学会测量RC暂态过程半衰期的方法，并由此求出时间常数τ。
观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼震荡规律。
2、理解当L、C一定时，R值的不同导致RLC电路出现三种不同的阻尼震荡的原因。
教学方法讲授与实验演示相结合。
学时 3学时。
一．前言RC串联电路与直流电源相接，当接通电源或断开电源的瞬间将形成电路充电或放电的瞬态变化过程，这瞬态变化快慢是由电路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数或半衰期。
本实验主要研究当方波电源加于RC串联电路时产生的RC瞬态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法；同时还要了解方波电源加于RLC串联电路时产生的阻尼衰减震荡的特性及测量方法。
二．实验仪器FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器。
三．实验原理1、RC电路的瞬态过程电阻R与纯电容C串联接于阻为r的方波信号发生器中，用示波器观察C上的波形。
在方波电压值为U0的半个周期时间，电源对电容C充电，而在方波电压为零的半个周期，电容器捏电荷通过电阻（R+r）放电。
充放电过程如图所示，电容器上电压U C随时间t的变化规律为U C= U0[1-e-t/(R+r)c] (充电过程) （1）测RC充放电电路tRC放电曲线U C= U0e-t/(R+r)c（放电过程）（2）式中，(R+r)c称为电路的时间常数（或弛豫时间）。
当电容C上电压在放电时由U C减少到U0/2时，相应经过的时间成为半衰期T1/2，此时T 1/2=（R+r ）c ㏑2=0.693（R+r ）c (3) 一般从示波器上测量RC 放电曲线的半衰期比测弛豫时间要方便。
所以，可测量半衰期T 1/2，然后，除以㏑2得到时间常数（R+r ）c 。
暂态电路的分析—RC充放电电路
电容电压 u C (t ) 及电流 iR 2 (t ) 。
由电容放电规律可知 :
uC Aet / uC (0 )e t / 6e
10
t
3
V
电阻R2上的电流为 ：
10
iR 2
t
duC
iC C
2e 3 mA
dt
图6
RC放电电路（零状态响应）
小结
理解RC电路放电过程的暂态分析。
路把矩形脉冲变换为尖脉冲，作
为触发信号。
必须指出，如果不满足τ<<ttp
条件，尽管RC电路形式一样，但
输出电压不是尖脉冲，电路则成
图2 τ<<ttp时UO和UC的波形
为一般的阻容电路。
微分电路与积分电路
✓ 积分电路
如果将图电路中电阻R和电容器C对调，即把电容器两端电压作为输出电压，
并且电路的时间常数τ>>tp，则此时的电路便成为一个积分电路，如图3所示。
掌握电容电压的计算。
掌握电路中其他元器件电压、电流的计算。
01
换路定律
02
RC电路的暂态分析
03
RL电路的暂态分析
02
✓ 微分电路
微分电路与积分电路
✓ 积分电路
微分电路与积分电路
微分电路与积分电路是矩形
脉冲激励下的RC电路。若选取
不同的时间常数，可构成输出
电压波形与输入电压波形之间
的特定（微分或积分）的关系。
（t≥0）
du
U t /
iC C
e (t 应）
t /
u
i
R
Ue
物理实验心得体会精选范文5篇
物理实验心得体会精选范文5篇（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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RC串联电路的暂态和稳态过程(实验)
4 | 同济大学物理实验中心
[放电过程] 放电过程中的回路方程：
RC
du dt
+Uc
=
0
(3)
由初始条件 t = 0 时，Uc = E 得解为：
−t
U c = Ee RC
i
=
−
E
−t
e RC
(4)
R
−t
U R = −Ee RC 由式（4）可知，放电过程中，电容电压随时间呈指数规律衰减，如图 4（b）
(9)
将上两式的 B 和 A 值相比得：sinϕ = B
(10)
A
所以，通过测量李萨如图形的 A、B 值，即可算得输入和输出电压的相位差
即相移 φ。 数字示波器显示李萨如图形方法如下（适用于 UTD2052EEL 数字存储示波
器）：
1．按DISPLAY 菜单按键，以调出显示控制菜单。 2．按F2以选择 X-Y 。数字存储示波器将以李萨如 （Lissa jous）图形模式显示该电路的输入输出特征。 3．调整垂直标度和垂直位置旋钮使波形达到最佳效果。 4．应用李萨如图形法观测并计算出相位差。
图 9 RC 暂态过程测量电路
设定电阻箱阻值 R=1.0000K Ω ； C = 0.47µF ，按图 9 连接电路。设定信号 发生器输出信号为方波，输出电压幅值为 1V。调节信号发生器频率由 100hz 至 1000hz，按下 SET TO ZERO 使 CH1 和 CH2 两个通道的波形对 X 轴对称，并相 应调节数字示波器使波形显示合适。仔细观察U c 的波形变化，并分析其成因。（可用
二、实验原理 RC 或 RL 串联电路中，电路中的电压和电流随电源作恒定的周期性变化,电
路的这种状态称为稳态过程。然而这种具有储能元件（C 或 L）的电路在电路接 通、断开，或电路的参数、结构、电源等发生改变时，电路从一个稳态经过一定 时间过渡到另一新的稳态,这一过程称为暂态过程。描述暂态过程变化快慢的特 性参数常用时间常数或半衰期表示，由电路中各元件的量值和特性决定。通过对 暂态过程的研究，有助于了解电子技术中常用到的耦合电路、积分电路、微分电 路、隔直电路、延时电路等电路设计的原理，了解电路的暂态特性也有助于电路 设计的合理化，避免电源在接通和断开的瞬间产生过大的电压或电流而造成电器 设备和元器件的损坏现象的发生。
RC电路暂态过程研究
RC电路暂态过程研究一、内容概括本文《RC电路暂态过程研究》主要探讨了RC电路在暂态过程中的行为特性及其相关机制。
文章首先介绍了RC电路的基本概念、构成及其在实际应用中的重要性。
详细阐述了暂态过程的定义、产生原因以及基本特征，为后续研究提供了理论基础。
文章深入分析了RC电路暂态过程的物理机制，包括电阻（R）和电容（C）在电路中的作用，以及它们如何影响电流和电压的暂态变化。
文章还讨论了电路参数如电阻和电容值的变化对暂态过程的影响，进一步揭示了暂态过程的内在规律。
文章通过理论分析和实验验证相结合的方法，研究了RC电路暂态过程的响应特性，包括稳态响应和动态响应。
通过对比实验结果和理论预测，验证了理论模型的准确性和实用性。
文章总结了RC电路暂态过程研究的主要成果，指出了研究中存在的问题和不足，并对未来的研究方向提出了建议。
文章旨在加深对RC电路暂态过程的理解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
1. 介绍RC电路暂态过程的重要性和应用领域。
RC电路暂态过程作为电路分析中的一个重要领域，具有广泛的应用背景和实际价值。
本文将详细介绍RC电路暂态过程的重要性和应用领域。
从RC电路的基本性质出发，暂态过程是指电路从一个稳态过渡到另一个稳态的过程。
在这个过程中，电路的电压和电流会随时间发生变化，而这种变化规律的掌握对于理解和分析电路至关重要。
研究RC电路的暂态过程有助于深化对电路原理的认识。
接下来是RC电路暂态过程的重要性。
在现代电子技术和电气工程领域，RC电路作为基础的电路类型之一，其暂态过程的研究对于电路设计、性能优化以及故障分析等方面具有极其重要的意义。
在信号处理、滤波器设计、振荡器、放大器反馈回路等领域，RC电路的暂态过程直接影响到电路的性能和稳定性。
深入研究RC电路的暂态过程对于提高电路设计和应用的水平至关重要。
RC电路的暂态过程在诸多实际应用领域有着广泛的应用。
在通信系统中，RC电路用于信号的滤波和整形；在电子设备的电源管理中，RC电路用于去噪和稳定电压；在自动控制系统中，RC电路作为定时和延时元件，实现控制信号的稳定传输。
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电容器充放电及RC暂态过程教学体会
作者：霍德华
来源：《职业·下旬》2013年第10期
摘要：本文围绕电容器充放电及RC暂态过程课程的教学实施，从四个方面探讨了如何提升教学效果、实现教学目标。
关键词：电容器充放电及RC暂态过程教学体会
电容器在电工和电子技术中应用很广泛，其具有储存电场能量的性质，体现为充放电性质。
了解电容器的充放电过程及其规律，对熟悉和掌握含有电容器的电路具有重要意义。
而暂态过程是学生新接触到的一个概念，讨论和掌握RC暂态过程的特点，也成为这部分教学内容的难点之一。
一、紧紧围绕实验，注意培养学生的观察、分析能力
在教材中，先介绍了电容器充放电的演示实验，其实验电路如图1所示。
图1 电容器充放电电路
在讲授时，笔者先把每个实验的元件写在黑板上，然后写出观察现象的时间段、条件。
元件：E1 R1 PA1 PV C HL PA2 R2
条件：（1）S合到1位置的瞬间。
待观察实际现象
HL1的亮度由亮逐渐变暗
PA1读数变化由某一数值I逐渐减小到0
PV读数变化由0逐渐增大到UC≈E
条件：（2）S合到2位置的瞬间。
待观察实际现象
HL的亮度由亮逐渐变暗
PA2读数变化由某一数值I逐渐减小到0
PV读数变化由某一数值逐渐减小到0
同时，笔者要求学生仔细观察表读数的变化过程，重点强调变化过程。
通过实际观察到的现象，让学生认识到电容器的充放电确实是一个过程，不是突变的，而是渐变的，为讲解暂态过程及对时间常数的理解打下了认识的基础。
为什么电容器在充电过程中，电流会由大变小最后降为零，而电压却由零逐渐增大，并经过一段时间近似等于电源电压呢？这是由于开关置于“1”位置时，电容器两极板间的电压为0，与电源正极间存在着较大的电位差，所以开始充电时电流最大，灯泡也最亮。
随着充电的进行，电容器两极板间的电压逐渐上升，与电源正极间的电位差随之减小，充电电流越来越小，当电容器A极板上的电压与电源正极的点位相等时电流为0，此时UC≈E，充电过程结束。
在这个过程中，虽然时间很短，但确实有一个过程，这个过程持续的时间就是时间常数τ。
而放电时，在电容器两极板间的电场力的作用下，B极板的负电荷不断与A极板的正电荷中和，因此电容器上的电压不断下降，一段时间后完全中和，UC≈0，此时放电结束。
二、合理安排内容的先后次序
在分析完实验现象的成因后，结合充放电，笔者马上讲解了电容器中的电流。
这是由于两极板上电量的变化，电路中出现了电流，i=δQ/δt，最后推出i=Cδu/δt，电流与电压对时间的变化率成正比，结合充放电过程来理解较容易。
而这部分内容书上是安排在电容器的特点之后讲解的。
经笔者这样改动之后，学生对电容器的隔直通交的特点理解得更容易。
三、注意有机联系，讲解RC电路的暂态过程
有了电容器充放电过程的基础知识，学生对RC电路的暂态过程理解起来较为容易，很容易突破这一学习难点。
所谓暂态，就是一个短暂的中间状态。
这个过程持续的时间长短与电路的参数有关，用时间常数这个量来表示，具体的数量关系为τ=RC，一般认为经过（3～5）τ
的时间，暂态过程结束。
四、利用图像，让学生进一步理解暂态过程中电流、电压的变化特点
教师讲解此部分内容时，结合充放电的i-t、u-t曲线，如图2所示。
图2 电容器充电电压、电流曲线
图3 电容器放电电压、电流曲线
从图像上看，充、放电曲线无限接近时间轴，经过无限长的时间后i=0、u=0，但是经过（3～5）τ的时间就可以基本完成，以后的变化很小，因此一般认为经过（3～5）τ的时间，暂态过程结束，如图3所示。
并且充电和放电的时间常数可能是不同的。
总之，通过这样的教学安排，学生们对这部分内容的学习产生了浓厚的兴趣，笔者也较容易突破教学难点。
同时在教学中教师要引导学生注意观察、分析，培养学生养成实事求是的科学态度，对学生以后的学习、工作会有所帮助，从而达到教书育人的目的。
（作者单位：丹东市技师学院）。