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实验十 RLC电路过渡过程 一、实验目的 1．确定过阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。 2．确定欠阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。 3．确定RLC串联电路的阻尼因子和谐振频率。 4．确定R的阻值改变时对RLC串联电路阻尼因子的影响。 5．确定C的容量改变时对欠阻尼RLC电路振荡频率的影响。 二、实验器材 示波器 1台 信号发生器 1台 电感10mH 1个 电容0.01μF和0.1μF 各1个 电阻 200Ω、400Ω和lkΩ 各1 个 三、实验原理及实验电路 图21所示为RLC串联实验电路，其阻尼因子可用下式计算 α=R/(2L) 实验十 RLC电路过渡过程 一、实验目的 1．确定过阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。 2．确定欠阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。 3．确定RLC串联电路的阻尼因子和谐振频率。 4．确定R的阻值改变时对RLC串联电路阻尼因子的影响。 5．确定C的容量改变时对欠阻尼RLC电路振荡频率的影响。 二、实验器材 示波器 1台 信号发生器 1台 电感10mH 1个 电容0.01μF和0.1μF 各1个 电阻 200Ω、400Ω和lkΩ 各1 个 三、实验原理及实验电路 图21所示为RLC串联实验电路，其阻尼因子可用下式计算 α=R/(2L) 图21 RLC串联实验电路 LC串联电路的谐振频率ω0的计算式为 ω0= 当阻尼因子α等于谐振频率ω0时，RLC串联电路称为临界阻尼。 当阻尼因子α大于谐振频率ω0时，RLC串联电路称为过阻尼。 当阻尼因子α小于谐振频率ω0时，RLC串联电路称为欠阻尼。 通过实验观测欠阻尼RLC电路的电流经过多长时间衰减为零，可近似测定阻尼因子α。电流衰减为零的时间大约等于5倍的时间常数。一倍的时间常数可由下式求出 τ=1/α 欠阻尼RLC电路的振荡频率ω可用下式计算 ω= 四、实验步骤 建立图21所示的实验电路，信号发生器按图设置。 2. 单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。观察记录示波器显示的输入输出波形，在U -T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线图，标出峰值电压。 3.根据实验电路所给的RLC元件值，计算阻尼因子α。 4.根据实验电路所给的RLC元件值，计算谐振频率ω0 5.将实验电路中的R值改为400Ω，再次单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。在U -T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线图，注意在图中标明电流衰减为0所需要的时间。 6.根据R的新阻值，计算阻尼因子α。 7.根据R的新阻值，计算电流衰减为0所需要的时间。 8．将实验电路中的R值改为200Ω，再次单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。在U -T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线图，注意在图中标明电流衰减为0所需要的时间。 9.根据R的新阻值，计算阻尼因子α。 10.根据R的新阻值，计算电流衰减为0所需要的时间。 11.根据计算的阻尼因子α和谐振频率ω0，计算欠阻尼RLC电流曲线图的振荡频率ω。 12.将实验电路中的C值改为0.01μF，再次单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。在U -T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线图。 13.根据C的新值，计算计算谐振频率ω0。 14.根据计算的阻尼因子α和谐振频率ω0，计算欠阻尼RLC电流曲线图的振荡频率ω。 五、思考题 1．根据步骤3、4计算的阻尼因子α。和谐振频率ω0，图21RLC串联