实验一直流基本实验.PDF

虚拟实验三 一阶电路 一．目的 1．了解一阶电路的动态响应波形。 2 ．了解电路参数对时间常数的影响。 3 ．了解直流稳态和正弦交流稳态。 4 ．了解方波电源作用下一阶电路的响应。 二．说明 1. 一阶电路的时间常数 一阶RC 电路的时间常数为 RC ，一阶RL 电路的时间常数为 L R ，其 中R 为除电容或电感之外二端电路的戴维南等效电阻。时间常数越大，则电路的 过渡过程时间越长。 利用直流电源作用下一阶电路零状态响应的 uC 或 iL 波形图可方便地测量时 间常数τ，图1 以uC 波形图为例，说明了两种测量方法。 u C u C t 点的切线交稳态值于t 点 1 2 uC () uC () 0.632uC () 0 0 t1 t2 t  t  t t 2 1 （图1） 2 ．直流电源作用下的一阶电路 给稳定的一阶线性动态电路加上直流电源，电路中的电流和电压呈指数规律 单调变化。经过 3τ～4τ 时间后，电路基本上进入稳态。此时，各电流和电压都 是恒定量，称为直流稳态电路。在直流稳态电路中电感电流和电容电压为零。 3 ．正弦交流电源作用下的一阶电路 给稳定的一阶线性动态电路加上正弦交流电源，有一个动态过程，在这一过 程中，电流和电压为非周期波形。经过 3τ～4τ 时间后，电路基本上进入稳态。 此时，各电流和电压都是与电源频率相同的正弦量，称为正弦交流稳态电路。 4 ．方波电源作用下的一阶电路 1 方波电源作用下，在最初一段时间，电路中的电流和电压响应是非周期的。 一段时间以后，虽然在方波电源的作用下，电路中的“充电”和“放电”还在周 而复始地进行，但已基本达到动态平衡。此时，电路中的电流和电压响应为周期 波形，称这种电路为非正弦周期电流电路。 三．任务 任务1. 直流电源作用下的一阶RC 电路 电路如图2 所示，其中电源为 1V 直流电压源，C 为 1μF，电容初始电压为 零。分别取R 为1KΩ 和500Ω，观察uC 和iC 波形并记录。根据uC 波形图分别计 算R 为上述两种取值时电路的时间常数τ，与理论值比较。（本软件图形输出界 面的右上角可读光标所在位置的坐标值，可通过图的移动、放大等操作使数据的 读取更方便。） 仿真类型：动态理想仿真，仿真时间为0～0.01 秒，时间步长为10 微秒。 i + R c u u s C c