RLC串联电路暂态特性试验报告

1、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t2. 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U c=E(1-eW)；t放电时，Uc=EeW .其中，c为时间常数，且e=RC .取对数作出相关图像拟合直线可以求得t .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

2、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=10Q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500Hz正弦：Tek园Tn驴dCHI 2.00VCH2 500mV M I.CCmsW-Msr-M 1:26M Pos： -1.000 ms耦甘,直流耘湿制SOMES z伏/格EH探头10nVoltje珠iJnAitri Fm r I /" thvCHI

3、Z 0.00V关闭500Hz三角:CH1 2.00V耦台直流髓限制WNIIHw伏，格ML糠头棚V典嶂M 1.00msCH1 / -160m?30-Mar-1413:3S碧明36也-7 -500Hz方波:Tek JL国 TH砒M Por -IMms：-7CH2藕合.30-Mdr-1i| 19:33勤&消&危2.RC串联电路R=1kQ :R=10kQ : Acq Complex M Pos: 13.10ms檄甫蒲用旋钮设置麒骚TRIGGER类型信源CH1斜率触发方式L J.IMI耦台直流CHI I 8CQmV3.RLC串联电路R=10Q :TRIGGERT&k JL陆q C

4、omplete M Pos: 1<260ms类型信源CH1斜率触发方式眼卷用旋钮设置疆霸欠阻尼（阻尼振荡）正常耦合cHi i o：oov直流30-Mar-lil 21:06<10Hz临界阻尼：I30-Ma(-1 21:38<1DH2过阻尼：1.264msCH1 1Q.0VMIODjusTRIGGER类型边沿信源CHI斜率TO触发方式正常直流CHI X 0.00V3AMarT4 215<10Hz数据处理1.实验条件及理论计算电源电源E=5V阻尼振荡R=0.04Q电容C=1.0 p F电感电阻Rl=18.80Q临界阻尼时阻值 R=135.75 Q过阻尼图像对应阻值R=182

5、.76Qr 理论计算值：RC 电路中，R=1kQ 时 e10 =RC =1000x1.0x106s=1.0x103s2L 2 10 10"wRLC电路中，R=10Q 时 &0 =s6.9444><10R 28.82. 数据分析(1)RC申联电路，R=1kQ一言=兰三y = -594.E3k-0. 0460R'2 = 0.99520.000.0020. 003-994.53一-31.0055 10t/s0.000060.000100.000200.000300.000400.000500.000600.000700.000800.00090原始数据U4.45

6、.29.212.815.216.820.022.824.827.2U/v0.480.560.961.321.561.722.042.322.522.76(E-U)/E0.9040.8880.8080.7360.6880.6560.5920.5360.4960.448ln(E-U)/E-0.1009-0.1188-0.2132-0.3065-0.3740-0.4216-0.5242-0.6236-0.7012-0.8030t/s0.0010.00110.00120.00140.00160.00180.0020.00220.002460.0026原始数据U29.230.832.835.638.44

7、0.842.64445.246U/v2.963.123.323.63.884.124.34.444.564.64(E-U)/E0.4080.3760.3360.280.2240.1760.140.1120.0880.072ln(E-U)/E-0.8965-0.9782-1.0906-1.273 I-1.4961-1.7373-1.9661-2.1893-2.4304-2.6311RC串联电路探究（2）RLC申联电路，R=10Q由存储的数据得：、=-29.63 - -4 2T =0.00116s(0.0002s)=1.36 10s误差分析I .相关计算2TJu'12Tln(目'i

8、时间常数 RC串联电路中:.1:6.7950 10Js100% =1.0055-1.0 100%1.0:0.55%由畦弓一弓06.7950 6.9444RLC串联电路中：= 一 x100%= 妇00% &2.15%206.9444.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 Q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

9、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 .E U-2. 数字小波器上可以观测到 RC电路充电时，电容两端电压与时间的关系图像.且做出ln（三兰）-1图E1.-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=一：.由此可求出i.发现求得 的i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