RC电路的暂态响应

实验4 一阶RC电路的暂态响应
1.掌握电容器充电与放电过程中电流与电压的变化规律。

2.了解电路参数对充放电过程的影响。

3.了解微分电路与积分电路的功能及电路时间常数的选择方法。

1.电容器的充电、放电
电容器是一种贮能元件,在带有电容器的电路中发生通断换接时,由于电容器贮能状态不能突变所以在电路中就产生了过渡过程。

在直流电路中,电容器接通电源,在极板上积累电荷的过程称为充电;已充电的电容器通过电阻构成闭合回路使电荷中和消失的过程称为放电。

根据电路理论,在单一贮能元件组成的一阶电路中,过渡过程中的暂态电流与电压是按指数规律变化的。

这一规律可以用下面的数字式表示,即
τ
t
c c c c e
i i i t i −
+∞−+∞=)]()0([)()(
τt
c c c c e u u u t u −+∞−+∞=)]()0([)()(
式中及是起始瞬间的电容电流及电压,(0)C i +(0)C u +()C i ∞及()C u ∞是电路稳定后的电容电流及电压。

i R
C
图 3.4a.1 电容器充放电电路
电容器充放电电路中电流、电压变化曲线分别如图3.4a.2(a)及图3.4a.2(b)所示。

这曲线是由电路发生通断瞬间的起始状态向新的稳定状态过渡的指数曲线。

其起始状态可根据换路定律确定,即在电路参数不变时,若电路发生换接,则电容器端电压不能突变,也就是在电路换接前后的瞬间是相等的,即
c u )0()0(−+=c c u u
电路的时间常数τ,可以根据和计算,即R C RC τ=,τ用来表征过渡过程的长短。

τ大过渡过程时间长,反之就短。

若的单位为Ω,C 的单位为F,则τ的单位为s。

R
τ可以从的变化曲线上求得。

从曲线上任选一点起算,每经过t =τ的时间,电流或
电压就变化了起算值与稳态值之差的63.2%,即尚余36.8%需在以后过程中完成。

或者可在起算点作指数曲线的切线,此切线与稳态值坐标线的交点与起算点之间的时间坐标差即为时
c u
间常数。

根据上述两种方法可以在已知指数曲线上近似地确定时间常数数值,一般认为经过3τ~5
τ的时间,过渡过程趋于结束。

2.微分电路和积分电路
微分电路和积分电路是电容器充放电现象的一种应用,其电路图如图3.4a.3所示。

(a )微分电路 (b)积分电路
图 3.4a.3 微分电路与积分电路
微分电路中当时间常数很小时,输出电压正比于输入电压u 的微分,即
R u R R du u i R RC
dt
=≈ 积分电路中当时间常数很大时,输出电压正比于输入电压u 的积分,即
c u ∫=
c c i C u 1∫≈udt RC
dt 1 当输入电压u 的波形为正负对称的矩形波时,微、积分电路输出电压波形如图 3.4a.4所示。

设矩形波脉冲宽度为,改变τ和的比值,电容元件充放电的快慢就不同,输出电压的波形也就不同。

当τ>>,电容器充电很慢,输出电压和输入电压u 的波形很相近,随着τ和比值的减小,在电阻两端逐步形成正负尖脉冲输出如图3.4a.4(a )所示,因此微分电路必须满足两个条件(a )τ<<(一般τ<0.2), (b )从电阻两端输出。

而积
P t P t R u P t R u P t P t P t
分电路应满足的条件是(a )τ>>(一般τ>5),(b )从电容两端输出。

图 3.4a.4(b )是积分电路的输出电压的波形, 由于τ>>,电容器缓慢充电,以后又经电阻缓慢放电,形成图示的锯齿波。

时间τ越大,充放电越是缓慢,所得锯齿波电压的线性就越好。

P t P t c u P t
,u 0
(a )微分电路输出 (b )积分电路输出
R u C u 图3.4a.4脉冲波与锯齿波
实验仪器设备
1.示波器 1台
2.稳压电源 1台
3.功率函数发生器 1台
4.电阻、电容接线板 1块
5.万用表 1只
实验步骤
1. 熟悉电子仪器的使用及接线方法
熟悉示波器X 轴、时标及Y 轴电压幅度倍率的读数方法。

熟悉接线板的接线(见图3.4a.5)并把不同数值RC 相串联时的时间常数计算值填入表3.4a.1内。

2. 观察充放电电流波形
按图3.4a.1接线,调节电源电压为10V ,取时间常数为1s (10k ΩR = )
,把示波器X 轴时标置于0.5s/div ,Y 轴倍率置于2V/ div ,输入选择开关置于“DC ”,把电阻两端电压接到Y 轴输入端,观察电容器充放电电流(即R 端电压)波形。

改变电路参数,使时间常数为0.5s ,0.2s
,重复上述步骤,并将观察到的波形描在图3.4a.6中。

100μ
F C =图 3.4a.5 电阻、电容接线板
3. 观察电容器端电压波形
把电容器两端电压接Y 轴输入端,在电路时间常数为1s 、0.5s 、0.2s 时,观察电容器端电压波形并描在图3.4a.7中。

4.微分电路
按图3.4a.3(a )把接线板接成微分电路,取10k R =Ω、1F C μ=,输入信号接功率函数发生器矩形波输出,调节信号频率f = 5Hz 的信号幅度为最大。

把示波器X 轴时标置于50ms/div ,将输入信号及电阻两端电压分别输入Y 轴,观察输入及输出电压波形。

改变电路的时间常数,在时间常数为0.005s ,0.05s 时,观察输出电压波形有何变化,并画入直角坐标图3.4a.8中。

图3.4a.8 微分电路输出电压波形
图3.4a.9
积分电路输出电压波形
5.积分电路
按图3.4a.3(b )接成积分电路,输入信号为5Hz f =,矩形波,观察输入及输出波形。

改变电路时间常数,在时间常数为2s 、1s 、0.2s 时,观察输出电压波形有何变化。

并画入直角坐标图3.4a.9中。

实验报告要求
1.画出所记录的电容器充放电电流、电压波形及微分、积分电路输出电压波形
2.当电路时间常数计算值为1s、0.5s、0.2s时,根据实验所得的充放电电压曲线,用作图
方法求出相应的时间常数,记入表3.4a.2中。

表3.4a.2 根据实验所得曲线求取时间常数
计算值1s 0.5s 0.2s 实测(充电)
实测(放电)
3.回答下列思考题:
(1)根据实验所记录的波形及曲线,说明电容器充放电时电流电压变化规律及电路参数
的影响。

RC
(2)根据实验结果说明串联电路用作微分电路及积分电路时的参数条件。

实验现象
1. 观察充电电流波形时,(0)0V R U −=、(0)10V R U +=,经5τ后过渡过程趋于结束。

2. 观察放电电流流波形时,(0)0V R U −=、(0)10V R U +=−,经5τ后过渡过程趋于结束。

3. 观察电容器充放电电压波形时,(0)(0)C C U U −+=,经5τ后过渡过程趋于结束。

实验结果分析
1.根据实验所记录的波形及曲线,说明电容器充放电时电流电压变化规律及电路参数的影响。

答: 电容器充放电时电流电压变化规律都是指数曲线,曲线衰减快慢可以用电路的时间常数τ来表示,τ可以根据R 和计算,即C RC τ=,若R 的单位为欧姆,C 的单位为法拉,
则τ的单位为秒。

τ越大,过渡过程就越长。

一般经过3~5τ的时间后,过渡过程趋于结束。

2.根据实验结果说明串联电路用作微分电路及积分电路时的参数条件。

RC 答:串联电路用作微分电路时的参数条件为: (a )RC P t τ<<(一般τ<0.2),(b )从电阻两端输出;此时的输出电压为正向和负向的尖脉冲。

串联电路用作积分电路时的参数条件为: (a )P t R u RC P t τ>>(一般τ>5),(b )从电容两端输出,此时的输出电压为锯齿波。

(见实验标准报告)
P t C u
实验相关知识
预习要求
1.了解阶跃电压信号作用于一阶RC电路时,电路中电流、电压变化过程。

2.学习功率函数发生器的使用,及示波器使用与读数的方法。

3.了解微分电路与积分电路的工作原理。

4.完成下列填空题:
(1)一阶RC电路时间常数τ= ,用以表征过渡过程的长短,τ越大,过渡过程就 。

一般认为经过 τ的时间后,过渡过程趋于结束。

RC;(b) 。

积分电路(2)由元件构成微分电路必须满足两个条件(a)
也要满足两个条件(a) ;(b) 。

相关知识点
电路暂态的概念E5020601
零输入响应 E502060101
零状态响应 E502060102
全响应 E502060103
换路定律E5020602
储能元件的充放电E5020603
时间常数的概念E5020604
一阶(R C、RL)电路暂态分析三要素法 E5020605
注意事项
1.本实验中是通过观察电阻R的端电压波形来间接地观察充放电电流波形的,
充电时电阻端电压变化趋势为10V→0V;放电时电阻端电压变化趋势为-10V→0V。

2.观察充电电流波形时,示波器扫描基准线应置于显示屏下方;观察放电电流
波形时,示波器扫描基准线应置于显示屏上方。

3.观察电容器充放电电压波形时,示波器扫描基准线都应置于显示屏下方。

合集下载

一阶RC电路的暂态响应

一阶RC电路的暂态响应

实验报告课程名称:电路与电子实验I 指导老师:童梅成绩:__________________ 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、实验目的二、实验原理三、实验接线图四、实验设备五、实验步骤六、实验数据记录七、实验数据分析八、实验反思九、仿真部分一、实验目的: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.从响应曲线中求出RC电路时间常数;4.掌握积分电路和微分电路的基本概念。

二、实验原理:1.零输入响应:无外施激励,即输入信号为零,由储能元件的初始储能所引起的响应。

在零输入响应中,U c(0-)=U0,U c=U0*e-t/RC,i=I0*e-t/RC,令τ=RC,称其为一阶电路的时间常数。

如图,令t2-t1=τ,则U c(t2)=e-1*U0*e-t/τ=0.368U c(t1),先在起始点附近确定一点U1,然后确定U2=0.368U1,即U1-U2=0.632U1,然后利用示波器的光标追踪来寻找U2,二者对应的横坐标为t1、t2,τ=t2-t1。

2.零状态响应:换路前储能元件没有初始储能,由外施激励所产生的响应。

在零状态响应中,U c=U s(1-e-t/RC),i=U s/R*e-t/RC,τ=RC为时间常数。

如图,令t2-t1=τ,则U c(t2)=U s(1-0.368e-t1/τ),则U c(t2)-U c(t1)=0.632(U s-U c(t1)),在起始点附近确定一点U1,再通过 U c(t2)-U c(t1)=0.632(U s-U c(t1))确定U2,二者的横坐标分别为t1、t2,τ=t2-t1。

3.全响应状态:外施激励和初始状态共同作用下产生的电路响应。

全响应=零状态响应+零输入响应三者的图像如下:4.方波响应:从本质上看,方波是以相同的时间间隔,不停开关的电压。

RC电路的暂态分析

RC电路的暂态分析
C= —C—1(—C2—+—C3—) =20 µF C1 +(C2 + C3)
将t ≥ 0的电路除C以外的部分化为戴维宁等效电源,
等效电源的电动势为
等效电源的内阻为
t≥0
S R1
+
U-
R2 C
E= —U—R2— =8V (R1+ R2)
R0=(—RR11—+RR—22)=
2k R0
+
uC
+
E-
+
C uC
–
–
章目录 返回 上一页 下一页
由等效电路可得出电路的时间常数
R0
= R0 C=2 103 20 10–6
+
E-
C
+
uC
=40 10–3S
输出电压为
uC=E(1– e -t/ )
uC /V
8
–
=8(1–e –25t )V
O
t
2.3.3 RC电路的全响应
全响应是指电源激励和电容元件的初始状态uC(0+)均
i2 和 i3 随时间的变化规律,画出变化曲线。
aS
i1
2
+-10V
t=0
b 4 C 10µF
8
+
-
4
uC
i3
i2
解: uC(0+)= uC(0- ) = 104/(2+4+4)=4V, U0=4V
R0=(4//4+8)=10
= R0 C=10 10 10–6=10–4 S
uC = U0 e–t /=4e –10000t V
下图中,t=0时开关S由b点合向a点,相当于输入一阶跃

一阶RC电路的暂态响应

一阶RC电路的暂态响应

一阶RC电路的暂态响应一、实验目的1、观察RC电路的充放电过程及其与时间常数的关系。

2、在微分电路和积分电路中,时间常数与工作脉冲宽度对输出波形的影响。

3、学习低频信号发生器及示波器的使用。

二、实验设备双踪示波器低频信号发生器电工电路基本模块系统三、实验内容说明1、微分电路微分电路在脉冲技术中有着广泛的应用。

图1所示为微分电路,其输出电压u o为:u o=Ri=Rc du c/dt,即输出电压u o与电容两端电压u c对时间的导数成正比。

当电路的时间常数τ=RC很小时,u c»u,则u i=u c+u o≈u c,∴uo≈RCdu i/dt。

图1微分电路原理图即当时间常数τ=RC很小时,输出电压uo近似与输入电压对时间的导数成正比。

所以图1电路称为“微分电路”。

图1所示电路并不是在任何条件下都能起微分作用的。

有无微分作用的关键是时间常数τ与脉冲宽度tp的相对大小。

当τ<<tp时,微分作用显著,输出电压成为双向的尖脉冲,如图2(a)所示。

当τ=tp时,微分作用不显著[见图2(b)]。

当τ>>tp时,输出电压uo的波形基本上与输入电压u i的波形一致,只是将波形向下平移了一段距离,使波形正半周和负半周所包含的面积相等[见图2(c)]。

这时电路成为一般阻容耦合电路。

ui uo tuo ui ui 0t 0t0ttp ←T →00t (a)τ=tp (b)τ=tp (c)τ>>tp图2不同时间常数对微分电路输出波的影响2、积分电路将图1中的R ﹑C 的位置对换,便成图3所示的积分电路。

此时输出电压U o 为即输出电压Uo 与电阻两端电压U R 对时间的积分成正比。

当电路的时间常数τ=RC 很大时,U R >>U 0,则Ui=U R +U 0≈U R ,∴即当τ很大时,输出电压Uo 近似与输入电压Ui 对时间的积分成正比。

所以图3电路称为“积分电路”。

一阶rc电路的暂态响应实验报告分析

一阶rc电路的暂态响应实验报告分析

一阶rc电路的暂态响应实验报告分析
 本文为大家带来一阶rc电路的暂态响应实验报告分析。

 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。

 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。

一阶RC电路的暂态响应实验报告

一阶RC电路的暂态响应实验报告

一阶RC电路的暂态响应实验报告本次实验的目的是研究一阶RC电路的暂态响应,了解RC电路在电路中的应用及其响应特性,并通过实验观察、测量一阶RC电路的电流和电压随时间变化的情况,掌握实验技能和数据处理方法。

实验器材:- 万用表- 脉冲信号发生器- 电容- 电阻实验步骤:1. 根据电路图连接电路,将电容和电阻连接成一阶RC电路,通过脉冲信号发生器产生一个方波信号,调节频率为50Hz、幅值为10V。

2. 用万用表测量R、C的阻值和电容器的标称电容。

3. 用示波器观察方波信号波形,调整脉冲信号发生器的输出幅值和偏置电压,确保方波的基准线为0V。

4. 连接万用表,分别测量电容器两端的电压、电阻上的电压和电流,记录每一次测量的时间,以及电流和电压的数值,根据实验数据绘制电流和电压随时间变化的波形图。

实验结果:实验记录了电容器两端电压、电阻上的电压和电流随时间的变化情况,记录的数据如下:| 时间(ms) | Uc(V) | UR(V) | I(mA) || ---------- | ------- | ------- | ------- || 0 | 0 | 10 | 0 || 1 | 3.95 | 6.05 | 3.55 || 2 | 6.3 | 3.7 | 2.72 || 3 | 7.87 | 2.13 | 2.05 || 4 | 8.95 | 1.05 | 1.57 || 5 | 9.6 | 0.4 | 1.2 || 6 | 9.87 | 0.13 | 0.94 || 7 | 9.96 | 0.04 | 0.74 || 8 | 10 | 0 | 0.59 |结论:根据实验数据绘制的电流和电压随时间变化的波形图可以发现,电容器的电压随时间的增加而增加,最终趋近于直流源的电压值,而电阻上的电压随时间的增加而减小,最终趋近于0V。

同时,电流随时间的增加而减小,也趋近于0A。

这种响应特性是一阶RC电路的典型特征,称为指数衰减响应。

一阶RC电路的暂态响应实验报告

一阶RC电路的暂态响应实验报告

一阶RC电路的暂态响应实验报告仿真实验 1 一阶RC电路的暂态响应一、实验目的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 电路的时间常数τ。

二、实验原理1、零输入响应(RC 电路的放电过程):2、零状态响应(RC 电路的充电过程)3.脉冲序列分析(a) τ <<t< p="">(b) τ >T三、主要仪器设备1.信号源2.动态实验单元DG083.示波器四、实验步骤RC 充放1.选择 DG08 动态电路板上的 R、C 元件,令R=1k Ω,C=1000 μF 组成如图所示的电电路,观察一阶 RC 电路零状态、零输入和全响应曲线。

2.在任务 1 中用示波器测出电路时间常数τ,并与理论值比较。

3.选择合适的R 和 C 的值(分别取R=1K Ω ,C=0.1μF; R=10K Ω ,C=0.1 μ F 和R=5 K Ω ,C=1μF),连接 RC 电路,并接至幅值为3V , f=1kHz 的方波电压信号源,利用示波器的双踪功能同时观察 U c、 U R波形。

4.利用示波器的双踪功能同时观察阶跃响应和冲激响应的波形。

五、实验数据记录和处理一阶电路的零输入响应。

一阶电路的零状态响应从图中可以看出电路的时间常数τ = x=1.000s一阶电路的全响应方波响应(其中蓝线表示U c ,绿线表示 U R )τ =0.1T时放大后τ=1T 时τ=10T 时阶跃响应和冲激响应</t<>。

RC电路的暂态分析


3
2
10 3
e
t 2103
10 3
4 3
e500t
第 14 页
电 工 电 子 技 术
第7页
RC
RC
电
路
的 暂 态
电 路 的
分零
析输
入
响
应
1.2
如下图所示,当电容元件充电到U0时,设t=0,将开关S从位置1扳到位置2, 断开电源,此时电路为零输入,电容元件开始放电,最终达到稳态值uC(∞) =0。根据基尔霍夫电压定律,t≥0时电路的微分方程为:
uR uC 0
则
RC
duC dt
uC
这说明,S扳到位置2后经过τ时间,uC将衰减到初始值U0的36.8%。τ越小, 曲线衰减越快。
i和uR为:
i
C
duC
U0
t
e
dt R
t
uR Ri U0e
RC
RC
电 路 的 暂 态电 分路 析的
全 响 应
1.3
第 10 页
因全响应是零状态响应和零输入响应的叠加,故
uC
U(S 1
et)
U
t
0e
电 工 电 子 技 术
过渡页
第2页
RC电路的暂态分析
• 1.1 RC电路的零状态响应 • 1.2 RC电路的零输入响应 • 1.3 RC电路的全响应
第3页
RC
可用一阶微分方程来描述的电路称为一阶动态电路。一阶动态
电
电路中仅含有一种储能元件,即电路中要么仅含有电感元件,要么
路
仅含有电容元件。
的
电路的零状态是指换路前储能元件中未储有能量。在这种条件
RC

电工技术:RC电路的暂态响应

RC电路的暂态响应
2019/3/22
要点
激励与响应 电容电压uC 电流i C 及电阻电压UR 的变化规律
uC
、i C
及UR 的变化曲线
时间常数
2019/3/22
激励与响应
激励 (输入):电路从电源 (包括信号源) 输入的信号。 响应 (输出):电路在外部激励的作用下,或者在内部储能元件的作用下产 生的电压和电流。
令: RC 单位: S 时间常数 决定电路暂态过程变化的快慢,τ 越大,变化越慢。 RC电路时间常数 与RC成正比
时间常数的物理意义
当 t 时
uC (t ) U e

t RC
u C Ue1 36.8%U
衰减到初始值U 的 36.8% 所需的时间。
生的原因:
零输入响应:只有内部储能作用 零状态响应:只有外部激励作用 全响应: 原因:uC (0 ) 和 iL (0 )被视为输入信号 原因: 电源激励,储能元件没有储能
全响应 = 零输入响应 + 零状态响应
2019/3/22
一、RC电路的零输入响应
零输入响应: 无电源激励, 输入信号为零, 仅由电容元件的初始储能所产生的响应。 实质:RC电路的放电过程 换路前电路已处稳态 uC (0 ) U
e -5
0.007U
e -6
0.002U
uC
当 t =5 时,过渡过程基本结束,uC达到稳态值。
2019/3/22
小结
响应的分类及产生的原因 RC电路暂态响应各电量电压、电流的变化规律
RC电路时间常数的公式及物理意义
2019/3/22
通解
uC Ae pt
P 1 RC t RC

4.5 一阶RC电路的暂态过程分析

4.5 一阶RC 电路的暂态过程分析一、实验目的1.学习用示波器观察和分析RC 电路的响应。

2.了解一阶RC 电路时间常数对过渡过程的影响,掌握用示波器测量时间常数。

3.进一步了解一阶微分电路、积分电路和耦合电路的特性。

二、实验原理1.一阶RC 电路的全响应=零状态响应+零输入响应。

当一阶RC 电路的输入为方波信号时,一阶RC 电路的响应可视为零状态响应和零输入响应的多次重复过程。

在方波作用期间,电路的响应为零输入响应,即为电容的充电过程;在方波不作用期间,电路的响应为零输入响应,即为电容的放电过程。

方波如图4.5.1所示。

图4.5.1 方波电压波形 图4.5.4 测常数和积分电路接线2.微分电路如图4.5.2所示电路,将RC 串联电路的电阻电压作为输出U 0,且满足τ ‹‹ t w 的条件,则该电路就构成了微分电路。

此时,输出电压U 0近似地与输入电压U i 呈微分关系。

dt du RC U i O 图4.5.2 微分电路和耦合电路接线 图4.5.3 微分电路波形微分电路的输出波形为正负相同的尖脉冲。

其输入、输出电压波形的对应关系如图4.5.3所示。

在数字电路中,经常用微分来将矩形脉冲波形变换成尖脉冲作为触发信号。

3.积分电路积分电路与微分电路的区别是:积分电路取RC 串联电路的电容电压作为输出U 0,如图4.5.4所不电路,且时间常数满τ ››t w 。

此时只要取τ=RC ››t w ,则输出电压U 0近似地与输入电压U i 成积分关系,即⎰≈t i O d u RC U 1积分电路的输出波形为锯齿波。

当电路处于稳态时,其波形对应关系如图3.5.5所示。

注意:U i 的幅度值很小,实验中观察该波形时要调小示波器Y 轴档位。

图4.5.5 积分电路波形 图4.5.6 耦合电路波形4.耦合电路RC 微分电路只有在满足时间常数τ=RC ‹‹ t w 的条件下,才能在输出端获得尖脉冲。

如果时间常数τ=RC ››t w ,则输出波形已不再是尖脉冲,而是非常接近输出电压U i 的波形,这就是RC 耦合电路,而不再是微分电路。

一阶RC电路的暂态响应 实验报告

课程名称: 电路与电子技术实验Ⅰ 指导老师: 成绩:______________实验名称: 一阶RC 电路的暂态响应 实验类型:基础规范型实验 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、实验目的与要求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.学习从响应曲线中求出RC 电路时间常数τ。

二、实验内容和原理1.零输入响应、零状态响应、全响应零输入响应:指激励为零,初始状态不为零所引起的电路响应。

零状态响应:初始状态为零,而激励不为零所产生的电路响应。

全响应:激励与初始状态均不为零时所产生的电路响应。

2.一阶RC 电路的零输入响应(放电过程) 如图,当开关闭合时,电路中有:)0()(0+-≥=t eU t u RCt C ; )0(-)(0R +-≥=t eU t u RCt)0(RU -)()(0C +-≥==t e R t u t i RC tR变化曲线如图所示,其中时间常数τ可通过以下方法求得:①按照时间常数的定义,τ即为右图中线段AB 。

②如图,在 [t0,uC(t0)]点作uC(t0)的切线,得到次切距CD ,线段CD 即为τ。

3. 一阶RC 电路的零状态响应(充电过程) 如上图,当开关断开时,电路中有:)0()(S +-≥-=t eU U t u RCt S C)0()(-)(C R +-≥==t eU t u U t u RCt S S)0(RU )()(S C +-≥==t e R t u t i RC tR变化曲线如图,计算τ的方法与零输入响应相同。

4.方波响应当方波信号激励加到RC 两端时,只要方波的半周期远大于电路的时间常数,就可以认为方波的上升沿或下降沿到来时,前一边沿所引起的过渡过程已经结束。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档