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一阶动态电路响应实验

一阶动态电路响应实验
一、实验目的
1. 学习示波器和函数信号发生器的使用方法。

2. 学习自拟实验方案,合理设计电路和正确选用元件、设备完成实验。

3. 研究RC电路的零输入响应和零状态响应。

4. 研究RC电路的方波响应。

二、实验环境
面包板、导线若干、示波器、100kΩ电阻、单刀双掷开关、5V电压源、10μF电容。

三、实验原理
动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程,要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数,就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此,我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号,即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号;利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ,那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下,它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。

方波的前沿相当于给电路一个阶跃输入,其响应就是零状态;方
波的后沿相当于在电容具有初始值uC(0-)时把电源用短路置换,这时电路响应转换成零输入响应。

四、实验电路
五、波形图
六、数据记录
充电过程:最大充电电压Us=4.60V、充电时间△X=4.880s
Uc=0.632×Us=2.9072V、最接近该电压值时间△X=1.000s 放电过程:最大放电电压Us=4.60V、放电时间△X=4.560s
Uc=0.368×Us=1.6928V、最接近该电压时间△X=3.560s 七、实验总结
更加熟悉在面包板上搭接试验电路以及示波器的使用,了解一阶电路的零状态响应和方波响应,学习在示波器上使用追踪坐标读取数据。

八、误差分析
1.可能没将光标置于波形最值点;
2.可能无法精确达到Uc值所在点,读取的△X不准确。

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