rlc电路的暂态过程研究实验报告.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划rlc电路的暂态过程研究实验报告　　实验报告　　课程名称：大学物理实验　　实验名称：RLC暂态过程的研究　　学院：　　组号指导教师：　　实验地点实验时间：实验报告提交时间：　　1　　2　　3　　4　　5　　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.　　2.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Uc?E(1?e?)；放电时，Uc?E·e.其中，τ为时间常数，且??RC.取对数作出相关图像拟合直线可以求得τ.??t?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=10Ω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：　　500Hz三角：　　-1-　　500Hz方波：　　串联电路　　R=1kΩ：　　R=10kΩ：　　串联电路　　R=10Ω：　　欠阻尼(阻尼振荡　　)　　-2-　　临界阻尼：　　过阻尼：　　·数据处理　　1.实验条件及理论计算　　电源电源E=5V电容C=μF电感电阻RL??　　阻尼振荡R=Ω临界阻尼时阻值R=Ω过阻尼图像对应阻值R=Ω　　τ理论计算值：RC电路中，R=1kΩ时?10?RC?1000??10?6s??10?3s　　RLC电路中，R=10Ω时?20　　2.数据分析　　(1)RC串联电路，R=1kΩ　　2L2?10?10?3??s??10?4　　-3-　　?1??11????10?3k?　　(2)RLC串联电路，R=10Ω　　由存储的数据得：?1???3??42T??(?)??10?3s2T??32T?e???2???10?4s?13)?1　　·误差分析　　Ⅰ.相关计算　　时间常数?RC串联电路中：??1?1????100%??100%?%?　　2???6.?100%??100%?%??RLC串联电路中：??2?　　Ⅱ.其他分析　　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=1kΩ的情况，时间的最小精度为，电压的最小精度为；且有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.　　-4-　　2.数字示波器上可以观测到RC电路充电时,电容两端电压与时间的关系图像.且做出ln(E?Uc)?t图E　　1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???.由此可求出τ.发现求得的τk　　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图像.根据图像振幅的衰　　2T??3减，由相应公式?e?可以计算出实际的时间常数.与理论值进行对比，发现测量值略小于理论值，推?1　　测可能是由于电感和电容在振荡中产生了损耗电阻导致的.　　·课后习题　　能用RC电路将方波转化成尖脉冲输出吗？从哪个元件上选输出？画出电路图及输入输出端波形.　　-5-目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。