电力工程学院实验报告格式

1、南京工程学院电力工程学院2012/ 2013 学年 第 二 学期实 验 报 告课程名称 电路实验（二） 实验名称 RLC串联电路的 零输入相应和阶跃相应 班级名称 继保111 学生姓名 唐天笑 学 号 206110328 同组学生姓名 王灿 实验时间 2013.6.8 实验地点 工程实践中心9号站229 实验报告成绩： 评阅教师签字： 年 月 日电力工程学院二七年制一、实验目的1研究RLC串联电路在不同的参数下，响应表现为非振荡或振荡的性质，加深对二阶电路的认识。2. 熟悉Multisim9仿真软件，连接实验电路图，实现模拟仿真。3. 通过仿真，分析RLC二阶串联电路参数对响应波形的影响。二、

2、原理简述能用二阶微分方程描述的电路称为二阶电路，它在电路结构上含有两个独立的动态电路元件。在二阶电路中，给定的初始条件应有两个，它们由储能元件的初始值决定。RLC串联电路的零输入响应，它可用下述线性二阶常微分方程描述：与电路结构参数相关的特征根为：即：A1,A2 由初始条件：所决定。 实验原理如图所示：由于电路的参数不同，响应一般有三种形式。(1)当，则为两个不相等的实根，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡放电过程。(2)当，则为两个相等的负实根，电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡放电过程。(3)如果，则为两个不相等的共轭根，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡放电过程。三、实验接线图及仿真结果

3、1.临界阻尼响应，R=2k时，开关从上拨到下时，是零输入相应，如图（1）所示。从下拨到上时，是阶跃响应，如图（2）所示。图1. 临界阻尼的零输入响应图2. 临界阻尼的阶跃响应因而产生的两种情况的仿真波形如图（3）与图（4）所示图3. 零输入响应临界阻尼波形图4. 阶跃响应临界阻尼波形2.尼R=5k时，零输入响应为过阻尼电路。电路接线图如下图（5）所示。图5. 零输入响应过程阻尼电路开关从上拨到下时，示波器上显示的零输入响应过阻尼波形，如图（6）所示。开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应过阻尼波形，如图（7）所示。图6. 零输入响应过阻尼波形图7. 阶跃响应过阻尼波形3.欠阻尼，R=10时。

4、电路接线图下如图（8）所示。图8. 零输入响应欠阻尼电路开关从上拨到下，示波器上显示零输入欠阻尼波形如图（9）所示。开关从下拨到上时，示波器上显示的是阶跃响应欠阻尼波形如图（10）所示。图9. 零输入响应过阻尼波形图10. 阶跃响应欠阻尼波形4. R=0时，等幅振荡，电路接线图如图（11）所示。图11. 等幅电路开关从上拨到下时，示波器上显示的零输入响应等幅波形如图（12）所示。开关从下拨到上时，示波器显示的是阶跃响应等幅波形如图（13）所示。图12. 零输入响应等幅波形图13. 阶跃响应等幅波形四、结论本次上机实验利用Multisim软件对RLC串联电路的响应进行了仿真，得出了二阶系统的响应

5、随阻尼比不同而变化的情况，揭示了阻尼比系数和响应曲线之间的关系。只要适当调整R,L,C的参量数值，并对虚拟实验仪器进行合理设置，便可得到理想的RLC串联电路的阻尼振荡曲线，从而形象、准确地反应RLC电路中阻尼振荡的全过程，进而体现了二阶系统的动态性能。电阻R很小的时候，L,C之间能量的交换占主导作用，电阻消耗的能量较小，在整个过程中，波形将呈现衰减振荡的状态，将周期性地改变方向，储能元件也将周期性地交换能量，所以当时，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡放电过程。当电阻R很大时能量来不及交换就再在电阻中消耗掉了，电路只发生单纯的积累或释放能量的过程，所以当时，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡放电

6、过程。零输入响应中，电容在整个过程中一直释放储存的电能，电流始终不改变方向，当t=0时，i=0,当t时，i=0，所以在放电过程中电流必然要经历从小到大再趋于零的变化，电流达到最大值的时候之前，电感吸收能量，建立磁场，之后电感释放能量，磁场逐渐衰减，趋向消失。当时，电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡放电过程，在电磁振荡中，临界阻尼与欠阻尼和过阻尼相比，系统从运动趋于平衡所需的时间最短。当R=0时，电路为等幅振荡，电路中电压或电流的振荡副度保持不变，振荡过程中不消耗能量。五、心得体会学习电路，不单单可以从电路书本去学习理论知识，通过电路实验验证一些定理，还可以通过电脑软件，通过软件的仿真模拟，来更加形象、直观的理解电路，对一些电路的构成、原理图、效果图有深刻的印象，加深对理论知识的理解。此外，如果你对原先的电路理论知识没有直观的理解，对一些知识点还有些模糊，你不妨试试通过这款软件的仿真模拟功能，加深理解。有兴趣的，还可以去验证验证一些