电网络实验4--二阶RLC电路的暂态响应

1、电子信息工程彭嘉乔实验报告学号:日期:地点:31301040842015.04.21东 3-206课程名称：电网络分析实验名称：二阶 RLC电路的暂态响应一、实验目的和要求（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得指导老师:实验类型:成绩：同组学生姓名: 二、实验内容和原理（必填） 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）张红岩一、实验目的和要求1、学习二阶动态电路响应的测量方法，了解元件参数对相应波形的影响；2、观察、分析二阶电路响应的三种不同情况及其特点，加深对二阶电路响应的认识和理解;3、掌握二阶电路状态轨迹的测量方法；4、从欠阻尼响应曲线中计算动态响

2、应的特性参数。二、实验内容和原理实验内容：1、在示波器上观察二阶电路的过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种暂态形式。记录临界电阻值，欠阻尼电路参数a3d。实验电路由组件 DG08上的电阻、电容、电感和号源提供的脉冲信号及可变电阻箱构成。2、观测在电路在三种不同状态下的状态轨迹。实验原理:1、二阶电路：可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述:用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路,LCdRcdrUc Us(1-1)初始值为Uc(0 )dUc(t)dtU0iL(0 )C1 0CUc(t)。2LC p RCp 1 I特征值为:P1,2R2L1LCJ 2 02衰减系数（阻尼系数）2L自由振荡角频率（固有频率

3、）1/LC求解该微分方程，可以得到电容上的电压的特征方程为:式（1-1）临界阻尼：吨 振荡角频率:d尸弋牯2L 22、二阶电路的零状态响应 ?电路图：5 L110mHR151 QR21kQ 100%Key=AXSC1V1400 Hz5VC1-0OnFExt Trig吐二当选择不同的 R、L、C参数时，会产生三种不同状态的响应，即过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种 状态。2 JT(1)当 VU时，&5，电路中的电阻过大，称为过阻尼状态。电压、电流响应呈现出非周期性衰减 的特点，如下图所示：AlXl)i过阻尼状态时的电压、电流波形R< 2Ji(2)当 V时， 5，电路中的电阻过小，称为欠阻

4、尼状态。电压、电流响应具有衰减振荡的特点。 这时，特征根 叫-4冋是一对共扼复根，其中阻尼振荡角频率 下图所示：g侷"'，电压、电流波形如欠阻尼状态时的电压、电流波形只=2#0=0,暂态过程界于非周期与(3)当WL时,占5，电路中的电阻适中，称为临界状态。此时,周期之间，其本质属于非周期暂态过程。3、欠阻尼状态时的衰减系数占和振荡周期厂的测量方法：叫的表达式为Uf U1且严Sintuf + aictan(孑丿当电路处于欠阻尼状态时，零状态响应其振荡波形如下图所示。用示波器读取丁及1、，则衰减系数寸.In%/T a阻尼振荡角频率谐振角频率 =3+。主要仪器设备信号源、DG08实

5、验组件、可变电阻箱、示波器。四、实验数据记录和处理1暂态形式过阻尼(R=i50(n)II 耳.*r1, 4- - : ：'_ - S J 1 '-TB d T S',旳0.4疔tt* 山 W.欠阻尼（50 Q）:F一'bij yvwww*.''ij »*ril r.ilrF f 1 fi n 1 ,1 1；【 1 1= n 1 , 1n1 EH i °1 n1 1 ! F 1III 1 in i 1 F 1j 11ii_ _b - * 上-,r 1 r , 1_ii工1_ _ ._ u, '-11 1'ILu

6、;-2、状态轨迹过阻尼（R=150QQ ）临界阻尼（894Q）:;:I1vrr-P"IlL!II<HIE-HH'jiniiiiniii-ii-ii1 - r Li M Fl b 1F.N '=.I'lFaJ-rlr-i-n-： = - . . - -1 - 1BC-rrr-n-razBrg|F>J III 1 l| -1 p 1' 1'1 屯1 L -1 t 1 ij rl 1 F- r 1'1 11 14lii'FJ欠阻尼（50 Q）:P&IXXT n：idc>33、具体数据UlmU2mTdR2.51V1.12V288 jjs50 Q五、实验结果与分析欠阻尼时衰减系数a：/?50理论值 a* 10 -2500实测值2 4訐晶沪T®諾=2皿*E _ |2呂1况7-羞皿相对误差250n* 100=12.6%震荡角频率3：理论值亠了 =忌=（1尸爲= 22咖心= 2.-2*3J4. 58s7k) = 218闪皿讪"E 相对误差2236J六、讨论、心得通过本次实验我学习二阶动态电路响应的测量方法，了解元件参数对相应波形的影响，观察、分析