RLC串联电路暂态特性实验报告.docx

RLC串联电路暂态特性实验目的1. 熟悉数字示波器的使用方法；2. 探究RC电路的暂态特性，并用相关图表直观表示；3. 探究RLC电路的暂态特性，并熟悉RLC暂态电路的三种状态.实验原理1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形.2. 在由电阻R及电容C组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充放电过程.充电时；放电时，.其中，为时间常数，且.取对数作出相关图像拟合直线可以求得.3. 在由电阻R、电容C及电感L组成的直流串联电路中，根据电阻R阻值的不同，暂态过程有三种状态，即：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼.实验内容及步骤 1. 依照电路图连接电路，在数字示波器上观察由信号发生器产生的波形. 2. 连接RC电路，示波器触发方式选择“正常”，观察RC电路的暂态图像，储存并作数据分析. 3. 连接RLC电路，用R=10的定值电阻，观察RC电路的暂态图像，储存并作数据分析；用滑动变阻器，调节R阻值，观察RLC电路暂态的三种状态.实验记录1. 数字示波器的使用-相关图像- 6 -500Hz正弦：500Hz三角：500Hz 方波：2. RC串联电路R=1k：R=10k：3. RLC串联电路R=10：欠阻尼(阻尼振荡)临界阻尼：过阻尼：数据处理1. 实验条件及理论计算 电源电源E=5V 电容C=1.0F 电感电阻 阻尼振荡R=0.04 临界阻尼时阻值R=135.75 过阻尼图像对应阻值R=182.76理论计算值： RC电路中，R=1k时 RLC电路中，R=10时2. 数据分析 (1)RC串联电路，R=1k (2) RLC串联电路，R=10 由存储的数据得： 误差分析 .相关计算 时间常数RC串联电路中： RLC串联电路中：.其他分析（出现误差的可能原因） 1. 欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和.故实际测出的时间常数会偏小. 2. 数字示波器记录的数据精确度有限，例如对于RC电路，R=1k的情况，时间的最小精度为0.000004s，电压的最小精度为0.004v；且有时无法显示细微的区别，可能会出现多个时间对应同一个电压值的情况. 3. 数字示波器系统存在内部系统误差. 4. 外界扰动信号会对示波器产生影响. 5. 电器元件使用时间过长，可能造成相应的参数有误差，例如定值电阻阻值可能变大. 6. 电源电压不稳定.实验现象及结论1. 数字示波器可以观测到由信号发生器产生的波形.2. 数字示波器上可以观测到RC电路充电时,电容两端电压与时间的关系图像.且做出图像,可以发现所有的点几乎都在一条直线上.拟合直线，求出斜率，则有.由此可求出.发现求得的与理论值比较接近，说明使用的仪器状态良好且选取的数据比较得当.3. 数字示波器上可以观测到RLC电路充放电时,电容两端电压与时间的关系图像.根据图像振幅的衰减，由相应公式可以计算出实际的时间常数.与理论值进行对比，发现测量值略小于理论值，推测可能是由于电感