一阶动态电路暂态过程的研究报告
一阶电路暂态过程实验
S UT 2图 16－4图 16－5实验十 一阶动态电路暂态过程的研究一、实验目的1. 研究一阶电路零状态、零输入响应和全相应的的变化规律和特点。
2．学习用示波器测定电路时间常数的方法, 了解时间参数对时间常数的影响。
3. 掌握微分电路与积分电路的基本概念和测试方法。
二、实验仪器1. SS-7802A 型双踪示波器2. SG1645型功率函数信号发生器3. 十进制电容箱（RX7-O 0~1.111μF ）4.旋转式电阻箱（ZX2. 0~99999.9Ω...5.电感箱GX3/..(0~10)×100mH三、实验原理1、 ＲＣ一阶电路的零状态响应ＲＣ一阶电路如图16－1所示, 开关S 在‘1’的位置, ｕC ＝0, 处于零状态, 当开关S 合向‘2’的位置时, 电源通过R 向电容C 充电, ｕC （ｔ）称为零状态响应变化曲线如图16－2所示, 当ｕC 上升到 所需要的时间称为时间常数 , 。
2.ＲＣ一阶电路的零输入响应在图16－1中, 开关S 在‘2’的位置电路稳定后, 再合向‘1’的位置时, 电容C 通过R 放电, ｕC （ｔ）称为零输入响应,τtU u -S c e =S 368.0U变化曲线如图16－3所示, 当ｕC 下降到 所需要的时间称为时间常数 , 。
3.测量ＲＣ一阶电路时间常数图16－1电路的上述暂态过程很难观察, 为了用普通示波器观察电路的暂态过程, 需采用图16－4所示的周期性方波ｕS 作为电路的激励信号, 方波信号的周期为T, 只要满足, 便可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。
信号源（方波〕C u R u +-+-C R 示波器图 16－7S u +-电阻R 、电容C 串联与方波发生器的输出端连接, 用双踪示波器观察电容电压ｕC, 便可观察到稳定的指数曲线, 如图16－5所示, 在荧光屏上测得电容电压最大值(cm)a Cm =U1、 取 , 与指数曲线交点对应时间ｔ轴的ｘ点, 则根据时间ｔ轴比例尺（扫描时间 ）, 该电路的时间常数 。
RC一阶动态电路暂态过程的研究
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态电路。一阶动态电路通常是由一个(或若干个) 电阻元件和一个动态元件(电容或电感)组成。 一阶动态电路时域分析的步骤是建立换路后的 电路微分方程，求满足初始条件微分方程的解， 即电路的响应。
图3.1 一阶RC电路及响应曲线
在图3.1(a)所示电路中，若uc(0-)=0,t=0时开关S由2 打向1，直流电源经R向C充电，此时，电路的响应 为零状态响应。
始 us，向uRs放=0电，，因若为T电/2源>4内 ，阻在很T小/2，-T则时电间容范C围相内当C于上从电起荷始可电放压完，
这段时间范围即为零输入响应。第二周期重复第一周期，如
图3.3(c)所示，如此周而复始。
将这周期性变化的电压送到示波器Y轴输入端， 适当调节“时基”旋钮使荧光屏上清楚显示出一个周 期的波形，则前半周是零状态响应，后半周是零输入 响应。(用示波器的另一通道输入uS，以资鉴别是零 状态和零输入)。线性系统中，零状态响应与零输入 响应之和称为系统的完全响应。
us US
us US
t
0
T/2
T
t
0
T/2
T
零输入响应
零状态响应
零状态响应
一阶电路暂态过程的研究实验报告
一阶电路暂态过程的研究实验报告实验目的：1. 了解一阶电路的特点和基本参数。
2. 掌握一阶电路暂态过程的特性。
3. 掌握利用示波器进行实验的方法。
实验原理：一阶电路是由电阻和电容组成的电路，它具有一个特定的时间常数τ=R×C，其中R表示电阻值，C表示电容值。
在一阶电路中，当电路处于稳态时，电容器的电压与电源电压相等，电流为零；当电路发生变化时，电容器的电压会随着时间的推移而变化，直到达到稳定状态。
在电路发生变化时，可以通过测量电容器上的电压来分析电路的暂态过程。
电路中的电压随着时间的推移而变化，可以用指数函数V(t)=V0(1-e-t/τ)描述。
其中V(t)表示电容器上的电压，V0表示电容器上的初始电压，τ表示时间常数，t表示时间。
实验步骤：1. 将电容器和电阻连接在一起，形成一个一阶电路。
2. 将示波器连接到电容器上，以观察电容器的电压变化。
3. 将电源连接到电路中，以进行实验。
4. 记录电容器上的电压随时间的变化。
5. 根据记录的数据，绘制电容器电压随时间的变化曲线。
实验结果：经过实验测量，得到了电容器电压随时间的变化曲线。
根据曲线可以看出，在电路刚刚接通时，电容器上的电压开始增长，直到达到最大值。
然后电容器的电压会逐渐减小，最终达到稳定状态。
实验结论：通过本次实验，可以看出一阶电路的暂态过程具有以下特点：1. 在电路刚刚接通时，电容器上的电压开始增长。
2. 电容器的电压会随着时间的推移而变化，直到达到稳定状态。
3. 一阶电路的暂态过程可以用指数函数描述。
4. 时间常数τ是决定电路暂态过程的重要参数。
总之，本次实验加深了我们对一阶电路暂态过程的了解，同时也掌握了利用示波器进行实验的方法，为今后的学习和实践打下了基础。
一阶rc暂态电路的暂态过程实验报告
一阶rc暂态电路的暂态过程实验报告1. 了解RC电路的基本原理；2. 学习使用示波器观察RC电路的暂态响应过程；3. 通过实验验证RC电路的暂态响应公式。
实验器材：1. 信号发生器；2. 数字示波器；3. 电阻箱；4. 电容器。
实验原理：一阶RC电路是由一个电容和一个电阻串联组成的电路，其电路图如下所示： = V0 ×(1 - e-t/RC)其中，V0为初始电压，t为时间，R为电阻值，C为电容值。
实验步骤：1. 按照电路图搭建RC电路，调节电阻箱和电容器，使得其电路参数符合要求；2. 将示波器的通道1接到电容器上，将通道2接到信号发生器的输出端口；3. 设置信号发生器的正弦波频率为1000Hz，幅值为5V，接通电路；4. 在示波器上观察RC电路的暂态响应过程，并记录观察结果；5. 重新设置信号发生器的正弦波频率为2000Hz，重复步骤4，并记录观察结果。
实验结果：1. 当信号发生器的正弦波频率为1000Hz时，示波器上的V-t曲线如下所示：
U87一阶电路暂态过程的研究一、实验目的：1.研究RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应的基本规律和特点。
2.学习用示波器观察一阶电路的响应和测量时间常数，了解电路参数对时间常数的影响，理解时间常数与响应变化速度的关系。
3.掌握微分电路的基本概念。
4.熟悉示波器的主要技术特征，掌握其正确使用方法。
二、实验原理：1.一阶动态电路：电容器是一种储能原件，在含有电容器的电路中，当电源通、断换接时电路中就会产生暂态过程，电路接通时，电容器充电，电源断开时，电容器通过电阻放电，如果电路仅含一个动态文件，则可以用戴维南定理或诺顿定理把该动态文件以外的电阻电路化简，变换为RC 电路或RL 电路，这种电路称为一阶动态电路。
2.RC 一阶电路的时域响应：用一阶微分方程描述的电路称为一阶电路，一阶电路通常由一个动态原件电感L 或电容C 和若干个电阻原件构成。
（1）RC 一阶电路的零状态响应：RC 一阶电路开关S 与开关1（导线）连接时，0c U =电容器上初始储能为零。
当开关有位置1打向2时即S 与S U 连接时，直流电源通过电阻R 向电容C 充电，此时电路的响应为零状态响应，电容器上的电压为()(1)t t C s se s U t U U U e ττ-=-=-，()C U t 变化曲线如书上15-2所示，当C U 上升到0.632S U 所需时间称为时常数τ，且RC τ=（2）RC 一阶电路的零输入响应：在S 位置2电路稳定后，再合向位置1时，电容器C 通过电阻R 放电，()C U t 称为零输入响应，电容器上的电压()tc se U t U τ-=，变化曲线如图15-3所示，当C U 下降到0.368S U 所需的时间称为时间常数I ，同理I=RC 。
3.测量RC 一阶电路时间常数：使用双踪示波器观察电路电压C U ，便可观察到稳定的指数曲线。
如图15-5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值()cm U a cm =，b=0.632a(cm),与指数曲线焦点对应时间t 轴的x 点，则根据时间t 轴比例尺，该电路的时间常数()tx cm cm τ=⨯三、实验仪器、设备、用具及其规范双踪示波器、信号源（方波输出）、实验元件箱二（含电阻电容）规范：1.调节遗弃各旋钮时，动作不要过猛，实验前需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意开关旋钮的操作与调节。
一阶电路暂态过程的研究实验总结
一阶电路暂态过程的研究实验总结
我可以提供一份关于一阶电路暂态过程研究实验的总结，以下是一份简要总结：
在一阶电路暂态过程的研究实验中，我们通常会研究电路中的电荷、电流和电压在时间上的变化情况。
实验中我们常常使用电容器和电感器等元件来构建一阶电路。
实验过程中，
1. 我们首先会选择合适的电容器和电感器，并通过测量确定其参数，例如电容器的电容量和电感器的电感值。
2. 接下来，我们会连接电容器和电感器组成一阶电路，并接入电源。
3. 在实验时，我们可以通过示波器等设备来观察电荷、电流和电压随时间的变化曲线。
4. 我们可以改变电路中的参数，比如改变电源电压、改变电容器或电感器的数值，来观察暂态过程的变化情况。
5. 随着时间的推移，我们会观察到电荷、电流和电压逐渐达到稳定状态的过程。
我们可以记录下达到稳定状态所需的时间，并对暂态过程进行分析和总结。
6. 在实验结束后，我们可以通过对实验数据的整理和分析，得出一阶电路暂态过程的特点和规律。
总结一阶电路暂态过程的实验，需要考虑实验设计、参数测量、数据分析等方面。
实验数据的准确记录和分析，可以帮助我们深入理解一阶电路的暂态响应特性，并为相关工程应用提供参考依据。
一阶电路暂态过程的研究实验报告
一阶电路暂态过程的研究实验报告一阶电路暂态过程的研究实验报告引言：电路是电子学中最基础的研究对象之一，而电路中的暂态过程则是电子学中的重要研究领域之一。
本实验旨在通过研究一阶电路暂态过程，深入了解电路的特性和行为。
实验目的：1. 研究一阶电路的暂态过程，了解电路的响应特性。
2. 探究电路中电压和电流的变化规律。
3. 分析电路中的时间常数和衰减特性。
实验材料和仪器：1. 电源：提供恒定电压。
2. 电阻：限制电流。
3. 电容：存储电荷。
4. 示波器：测量电压和电流的变化。
实验步骤：1. 搭建一阶电路实验装置，包括电源、电阻和电容。
2. 将示波器连接到电路中，以便测量电压和电流的变化。
3. 调节电源输出电压和电阻阻值，使得电路处于稳态。
4. 断开电路连接，记录电容放电曲线。
5. 连接电路，记录电容充电曲线。
6. 分析实验数据，绘制电容放电和充电曲线图，并计算电路的时间常数。
实验结果：根据实验数据和示波器测量结果，我们得到了电容放电和充电曲线图。
在电容放电曲线中，电压随时间呈指数衰减，而在电容充电曲线中，电压随时间呈指数增长。
通过测量，我们得到了电路的时间常数。
讨论：1. 电容放电曲线的特点：在电容放电过程中，电容的电压随着时间的增加而逐渐减小，呈指数衰减的趋势。
这是由于电容器内的电荷通过电阻耗散，导致电容器的电压逐渐减小。
2. 电容充电曲线的特点：在电容充电过程中，电容的电压随着时间的增加而逐渐增大，呈指数增长的趋势。
这是由于电源提供的电流通过电阻进入电容器，导致电容器的电压逐渐增大。
3. 时间常数的意义：时间常数是描述电路暂态过程的重要参数，它表示电容器电压或电流达到其最终值所需的时间。
时间常数越小，电路的响应速度越快。
4. 衰减特性的分析：通过实验数据和曲线图，我们可以分析电路的衰减特性。
衰减特性是指电容放电曲线中电压的衰减速度。
通过计算时间常数，我们可以了解电路的衰减速度，进而分析电路的稳定性和可靠性。
一阶电路的暂态响应实验报告
一阶电路的暂态响应实验报告实验报告一阶电路的暂态响应实验目的：探究一阶电路的暂态响应规律并利用实验验证理论计算值和实测值之间的差异。
实验原理：一阶电路是指由一个电感或一个电容和一个电阻构成的电路。
当电路切换时，电路内部将产生暂态响应，也就是电压和电流的变化规律，它包括两个过程：充电过程和放电过程。
在充电过程中，由于电容器初始没有带电，系统电压增加，电容器内部电压随时间增加，直至稳定。
在放电过程中，电容器带电后，关闭电源，电容器以及外部电阻组成RL串联回路，放电电流呈指数衰减趋势。
实验装置：电源、电阻箱、电容器、万用表、示波器、开关。
实验流程：1.将电路接好，包括电源、电阻、电容和万用表。
2.打开电路开关，用示波器测量电容器的电压随时间的变化。
3.改变电阻箱的电阻，逐一测量不同电阻下的电容器的电压随时间的变化。
实验数据：通过测量得出不同电阻下电容器电压随时间的变化情况如下表所示：时间（ms） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5电阻1（Ω） 0.04 0.08 0.11 0.15 0.18电阻2（Ω） 0.04 0.07 0.10 0.14 0.17电阻3（Ω） 0.04 0.07 0.10 0.14 0.17实验结果：根据实验数据可以得到，电容器电压随时间的变化呈指数衰减关系。
同时，当电阻减小时，电路充电时间变短，当电阻增加时，电路充电时间变长。
经过实验计算，理论计算值和实测值之间存在一定差异，但差异不大。
结论：通过本次实验，我们可以探究一阶电路的暂态响应规律，并利用实验验证理论计算值和实测值之间存在的差异。
同时，通过实验得出电容器电压随时间的变化呈指数衰减关系，并且当电路中电阻减小时，电路充电时间变短，反之，电路充电时间变长。
参考文献：1.《电子电路》2.《电子实验教程》。
rc一阶电路的动态过程研究实验报告
rc一阶电路的动态过程研究实验报告
实验原理：RC一阶电路由电阻R和电容C组成，当电路受到外部信号刺激时，电容器内的电荷会发生变化，电压也会随之变化。
在电路刚开始受到刺激时，电容器内的电压会迅速上升，但随着时间的推移，电容器内的电压将会越来越接近于稳定值。
这种电路的动态过程可以用RC电路的响应特性来描述。
实验步骤：
1. 将电阻R和电容C按照电路图连接，连接方法为并联式连接。
2. 将信号发生器输出方波信号，并调节幅度和频率。
3. 将示波器的探头接入电路中，调节示波器的时间基准和输入放大倍数。
4. 记录电路的动态响应过程，包括电压的上升和下降过程，以及电压稳定后的波形。
5. 改变电阻和电容的数值，重复实验步骤4，比较不同参数对电路响应的影响。
实验结果：实验结果表明，RC一阶电路的动态响应过程与电阻和电容的数值有关。
当电容值较小时，电路响应较快，电容值较大时，电路响应较慢。
当电阻值较小时，电路的稳态响应较小，电阻值较大时，电路的稳态响应较大。
此外，频率和幅度的变化也会影响电路的响应特性。
在实验中，我们观察到电路响应的波形是指数衰减的，这是由RC电路的特性所决定的。
结论：通过实验研究，我们深入了解了RC一阶电路的动态响应
过程特性及其参数对电路响应的影响。
这对于工程应用和电路设计具有重要意义。
rc一阶电路暂态过程实验报告
rc一阶电路暂态过程实验报告篇一：一阶RC电路的暂态响应实验报告实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：__________________ 实验名称：一阶RC电路的暂态响应实验类型：电路实验同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应。
2、研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。
3、掌握积分电路和微分电路的基本概念。
4、研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系5、从响应曲线中求出RC电路时间常数τ 。
二、实验内容和原理1、零输入响应：指输入为零，初始状态不为零所引起的电路响应。
2、零状态响应：指初始状态为零，而输入不为零所产生的电路响应。
3、完全响应：指输入与初始状态均不为零时所产生的电路响应。
三、主要仪器设备1、信号源2、DG08动态实验单元3、示波器四、操作方法和实验步骤1、利用Multisim软件仿真，了解电路参数和响应波形之间的关系，并通过虚拟示波器的调节熟悉时域测量的基本操作。
2、实际操作实验。
积分电路和微分电路的电路接法如下，其中电压源使用方波：五、实验数据记录和处理任务1：软件仿真1.RC电路零输入响应、零状态响应仿真及时间常数的确定上图是零输入响应电容的放电曲线，取第一个参考点为峰值点(4.369s, 5V)，计算得第二个参考点电压应为5×0.368=1.84V,调整黄色测量线至曲线上最接近的对应点，得横坐标4.421s，由图得τ=51.613ms上图是零状态响应电容的充电曲线，任取第一个参考点为(5.186s, 1.007V),计算得第二个参考点电压应为1.007+0.632×(5-1.007)=3.580V，调整黄色测量线至曲线上最接近的对应点得横坐标5.237s，由图得τ=50.806ms2.方波电路零输入响应、零状态响应仿真及时间常数的确定由于操作读数方法和上面一样，以下仿真中均已调整好两条测量线的位置，因此虚拟仪表面板上显示的T2-T1直接可作为仿真测量的时间常数值，下面不再一一叙述读数过程。
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实验3
一阶动态电路暂态过程的研究报告
实验目的：
(1)研究一阶RC电路的零输入响应、零状态响应和全响应的变化规律和特点。
(2)研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。
测定一阶电路的时间常数t,了解电
路参数对时间常数的影响。
(3)掌握积分电路和微分电路的基本概念。
(4)学习用示波器观察和分析电路的响应。
实验原理：
(1)在电路中，开关S置于1使电路处于零状态，当开关在t = 0时刻由1扳向2,电路对激励
US的响应为零状态响应，有
t
u c(t)二U s—U se 右
若开始开关S首先置于2使电路处于稳定状态，在t=0时刻由2扳向1，电路为零输入响应，有
t
u c(t)= U se 时
动态电路的零状态响应与零输入响应之和为全响应。
全响应与激励不存在简单的线性关系。
(2)动态电路在换路以后，一般经过一段时间的暂态过程后便达到稳定。
故要由方波激励实现一阶
RC电路重复出现的充电过程，其中方波激励的半周期T/2与时间常数T(= RC)之比保持在
5: 1左右的关系，可使电容每次充、放电的暂态过程基本结束，再开始新一次的充、放电暂态
过程。
(3)RC电路充、放电的时间常数T可从示波器观察的响应波形中计算出来。
设时间坐标单位确定，对于充电曲线，幅值由零上升到终值的63.2 %所需的时间为时间常数T。
对于放电曲线，幅值
由零下降到初值的36.8%所需的时间同为时间常数T。
(4)一阶RC动态电路再一定的条件下，可以近似构成微分电路或积分电路。
当时间常数T (= RC) 远远小于方波周期，输出电压Uo(t)与方波激励Us(t)的微分近似成比例。
当时间常数T (= RC) 远远大于
方波的周期，输出电压Uo(t)与方波激励Us(t)的积分近似成比例。
实验内容与步骤：
(1) 连接如图电路，应用示波器观察RC电路充、放的动态波形，确定时间常数，并与理论值
进行比较
(2)
如图所示，微分电路接至峰值一定，周期T 一定的方波信号源，
调节电阻值和电容箱电容
值。
观察并描绘T= 0.01T, T= 0.2T和工=T三种情况下的Us(t) 和Uo(t) 的波形。
用示波器测出对应各种的时间常数，记入表格中，并与给定的理论值比较。
F |r=
壬
S
UF
1 0 KOlirri
实验九(1) 一旳b
Ime (seconds)
一阶微分电路的研究
（3）如图接电路，积分电路接至峰—峰值一定，周期T 一定的方波信号源，选取合适的电阻，电容参数，
观察并描绘，T=0.01T, T= 0.2T和工=T三种情况下的US t）和UO t）的波形。
用示波器测出对应各
种的时间常数。
自拟表格，记录有关数据和波形。
并与给定的理论值比较。
答：比较数据可知道理论值与测试值有一定
的出入。
q
— ---------------
-----------
分析图如下:
参数值时间常数波形
R/K C/uF
T （理论
值）
T （测试值）Us(t)Uo(t)
10001T0.9912三角波方波Fimc-t i.on C ener al or
I •
D ^57.1^30-714.2657141.071-129 X ・42 85?1 I ・785^14 g* 1 ^12 85T 3 , SOCOOO
Titr e虫忆如dsl
300013T 2.943三角波方波500015T 5.002三角波方波
(4) 将RC 一阶电路改为RL 一阶电路，观察并描绘有关暂态过程的波形。
—1D -
I I I || II I I
2 ■•口&7W
3 114296 &. 0000
(5) 设计一个简单的一阶网络实验线路，要求能观察到该网络的零输入响应、零状态响应和全响应。
研究输入响应与初始状态，零状态响应与激励的线性关系。
讨论全响应与激励的关系。
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