电路实验报告一阶动态电路的响应测试.docxVIP

一阶动态电路的响应测试(1) 实验报告 实验摘要 实验内容  eq \o\ac(○,1)研究RC电路的零输入响应和零状态响应,用示波器观察响应过程；  eq \o\ac(○,2)电路参数：R=100KΩ、C=10μF、Vi=5V；  eq \o\ac(○,3)从响应波形图中测量时间常数ζ和电容的充放电时间。 名词解释 一阶电路 在一个电路简化后（如电阻的串并联，电容的串并联，电感的串并联化为一个元件），只含有一个电容或电感元件（电阻无所谓）的电路叫一阶电路。主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。 实验目的  eq \o\ac(○,1)进一步了解一阶动态电路的特点、基本组态、性能参数；  eq \o\ac(○,2)熟练掌握示波器的测量方法和操作步骤。 实验环境（仪器用品等） 实验地点：综合楼负一楼7室电路实验室 实验时间：11月22日晚 实验仪器与元器件：HBE硬件基础电路实验箱、电阻、电容、开关、导线若干、镊子、数字万用表、面包板、示波器等 本次实验的原理电路图如下图所示：（来自Multisim 12） 实验原理 含有L、C储能元件(动态元件)的电路，其响应可用微分方程求解。凡是可用一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路。一阶电路可由一个动态元件和多个电阻元件组成。 时间常数τ是反映过渡过程快慢的物理量。τ值越大，暂态响应所持续的时间越长，即过渡过程的时间越长；反之，τ值越小，过渡过程的时间越短。 τ值可由公式τ=RC算得，而当电路参数未知时，则可从响应的波形上估算出来。以RC充放电电路为例，设时间坐标单位t确定，对于充电曲线来说，幅值上升到终值的63.2%所对应的时间为一个τ；对于放电曲线，幅值下降到初值的36.8%所对应的时间为一个τ。? ????另外，RC串联电路的时间常数也可从i--t曲线上，任意选取两点P(i1?t1)和Q(i2?t2)，利用关系式：τ=t2-t1lni1i2算出。 ※实验步骤※ 准备工作：检查万用表/示波器/开关是否显示正常；选取定值电阻/电容；调节实验箱电阻值  eq \o\ac(○,1)检查万用表的使用状况，确定万用表的读数无误，量程正确；  eq \o\ac(○,2)检查开关是否工作正常；选出电阻，阻值为100KΩ。可根据色标法读出电阻的阻值，之后用万用表确定；选出10μF电容  eq \o\ac(○,3)打开实验箱，选择直流电压档，调节旋钮，使输出端输出5V直流电压，并用万用表电压档测量是否准确。  eq \o\ac(○,4)打开示波器，进行仪器自检，并按照实验要求设置好测量模式。 按照电路图在面包板上连接电路  eq \o\ac(○,1)根据面包板竖向孔导通的特性，设计串并联电路；  eq \o\ac(○,2)用镊子把所需的元器件插在面包板上。注意事项：①导线的连接注意美观，布线尽量成直角，避免相距太近导致的短路；②连接好之后，先不用连接直流电压源，而应仔细检查之后电路是否正确后方可接通。 测量波形  eq \o\ac(○,1)电路准确无误，接上电源之后，可用示波器测量电容两端的输入信号与输出信号；  eq \o\ac(○,2)测量时可用示波器AUTO档自动调整波形，若有需要，可将波形的中心基准线手动调至中央，以便观察；  eq \o\ac(○,3)调节至追踪模式测量，并拨动开关，观察屏幕所出波形，得出后波形后，进行分析测量；  eq \o\ac(○,4)用可移动磁盘记录波形，带回进行分析。 计算与分析  eq \o\ac(○,1)根据时间常数所对应的电压值（充电3.16V，放电1.84V），得出时间常数；  eq \o\ac(○,2)根据充电放电占得过程的总时间，获得充放电时间。 ※数据记录与实验结果分析※ 充放电总过程： 充电过程 放电过程 时间常数τ的测量 充电过程： 放电过程： 实验数据： τ总时间τ的误差充电过程1.2003.58020%放电过程1.1802.48018%（单位：s） 误差分析 本次实验的误差还算比较高，经分析主要的原因有：电压源输出的电压并不是准确的5V电压，电阻、电容的值也不尽准确；操作示波器的光标移动时可能存在判断上的误差，使得时间读数不精准；示波器的电压读数并不连续，使得读数有误。 实验总结 通过这次实验，我对一阶动态电路有了更深入的了解，也得到了很多经验和教训。经验需要汲取，错误需要改正，希望在接下来的实验中我能在老师的指导下做的更好。 2013.11.22