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1、实验十 RLC 电路过渡过程一、实验目的1确定过阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。2确定欠阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。3. 确定RLC串联电路的阻尼因子和谐振频率。4. 确定R的阻值改变时对RLC串联电路阻尼因子的影响。5. 确定C的容量改变时对欠阻尼RLC电路振荡频率的影响。二、实验器材示波器1台信号发生器 1 台 电感10mH1个电容0.01 m F和0.1“F各1个电阻200 Q、400Q和lkQ各1个三、实验原理及实验电路 图21所示为RLC串联实验电路，其阻尼因子可用下式计算a=R/(2L)实验十 RLC 电路过渡过程一、实验目的1确定过阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。
2、2确定欠阻尼RLC串联电路中电流的阶跃响应。3. 确定RLC串联电路的阻尼因子和谐振频率。4. 确定R的阻值改变时对RLC串联电路阻尼因子的影响。5. 确定C的容量改变时对欠阻尼RLC电路振荡频率的影响。二、实验器材示波器1台信号发生器 1 台 电感10mH1个电容0.01 m F和0.1“F各1个电阻200 Q、400Q和lkQ各1个三、实验原理及实验电路图21所示为RLC串联实验电路，其阻尼因子可用下式计算a=R/(2L)图21 RLC串联实验电路LC串联电路的谐振频率的计算式为LC当阻尼因子a等于谐振频率叫时，RLC串联电路称为临界阻尼。当阻尼因子a大于谐振频率时，RLC串联电路称为过阻
3、尼。当阻尼因子a小于谐振频率时，RLC串联电路称为欠阻尼。通过实验观测欠阻尼RLC电路的电流经过多长时间衰减为零，可近似测定阻尼因 子a。电流衰减为零的时间大约等于5倍的时间常数。一倍的时间常数可由下式求出 t =1/ a欠阻尼RLC电路的振荡频率e可用下式计算CO = 220四、实验步骤1. 建立图 21 所示的实验电路，信号发生器按图设置。2. 单击仿真电源开关，激活电路进行动态分析。观察记录示波器显示的输入输 出波形，在 U -T 坐标上作出电阻电压 U 随时间变化的曲线图，标出峰值电压。3根据实验电路所给的RLC元件值，计算阻尼因子a。4根据实验电路所给的RLC元件值，计算谐振频率eo
4、5将实验电路中的R值改为400Q，再次单击仿真电源开关，激活电路进行动态 分析。在 U -T 坐标上作出电阻电压 U 随时间变化的曲线图，注意在图中标明电流衰 减为 0 所需要的时间。6. 根据 R 的新阻值，计算阻尼因子 a。7. 根据 R 的新阻值，计算电流衰减为 0 所需要的时间。8 将实验电路中的R值改为200Q，再次单击仿真电源开关，激活电路进行动态 分析。在 U -T 坐标上作出电阻电压 U 随时间变化的曲线图，注意在图中标明电流衰减为 0 所需要的时间。9根据R的新阻值，计算阻尼因子a。10. 根据R的新阻值，计算电流衰减为0所需要的时间。11. 根据计算的阻尼因子a和谐振频率e
5、,计算欠阻尼RLC电流曲线图的振荡频 率e。12. 将实验电路中的C值改为0.01 “ F,再次单击仿真电源开关，激活电路进行动 态分析。在U -T坐标上作出电阻电压U随时间变化的曲线图。13根据C的新值，计算计算谐振频率e。14.根据计算的阻尼因子a和谐振频率e0,计算欠阻尼RLC电流曲线图的振荡频 率e。五、思考题1根据步骤3、4计算的阻尼因子a。和谐振频率e0,图21RLC串联电路是过阻 尼电路还是欠阻尼电路 ?2 比较步骤6算得的新阻尼因子a和步骤4算得的谐振频率e0,判断RLC电路 是过阻尼电路还是欠阻尼电路 ?曲线图能证实这个结论吗 ?3. R的阻值增加时对衰减因子有什么影响？R的阻值增加时对RLC电路的电流曲 线图有什么影响?4根据步骤14阻尼因子a和谐振频率e0,说明C的容量增加时对欠阻尼RLC电路的振荡频率有什么影响 ?电流曲线图能证实这个结论吗 ?
