电网络实验4--二阶rlc电路的暂态响应
6页1、专业:电子信息工程 姓名:彭嘉乔 学号:3130104084 日期:2015.04.21 地点:东3-206 实验报告课程名称:电网络分析 指导老师:张红岩 成绩:_实验名称:二阶RLC电路的暂态响应 实验类型:_同组学生姓名:_一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、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、d。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: 用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路,可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述:
2、 (1-1)初始值为 求解该微分方程,可以得到电容上的电压uc(t)。式(1-1)的特征方程为:特征值为:衰减系数(阻尼系数):自由振荡角频率(固有频率)临界阻尼:振荡角频率:2、二阶电路的零状态响应: v电路图: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。(1) 当时,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: 过阻尼状态时的电压、电流波形(2) 当时,电路中的电阻过小,称为欠阻尼状态。电压、电流响应具有衰减振荡的特点。这时,特征根是一对共扼复根,其中阻尼振荡角频率,电压、电流波形如下图所示: 欠阻尼状态时的电压、电流波形(3) 当时,电路中的电阻适中,称为临界状态。此时, ,暂态过程界于非周期与周期之间,其本质属于非周期暂态过程。3、欠阻尼状态时的衰减系数和振荡周期的测量方法 :当电路处于欠阻尼状态时,零状态响应的表达式为 其振荡波形如下图所示。用示波器读取及、,则衰减系数/T,阻尼振荡角频率,谐振角频率。 欠阻尼状态时衰减系数和振荡周期的测量三、 主要仪器设备信号源、DG08实验组件、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=1500) 临界阻尼(894): 欠阻尼(50):2、状态轨迹过阻尼(R=1500) 临界阻尼(894): 欠阻尼(50): 3、具体数据U1mU2mTdR2.51V1.12V288s50五、实验结果与分析欠阻尼时衰减系数:理论值=实测值相对误差震荡角频率:理论值实测值相对误差六、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、分析二阶电路响应的三种不同情况及其特点,加深了对二阶电路响应的认识和理解,成功地从欠阻尼响应曲线中计算动态响应的特性参数,我还在测量二阶电路状态轨迹的过程中再次加深了对示波器的理解,收益颇丰。2015.04.22
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