二阶电路响应的三种(欠阻尼、过阻尼及临界阻尼)动态响
应及其特点
一、实验目的
1、通过RCL电路的放电过程,认识二阶电路响应的原理;
1、观察分析二阶电路响应的三种轨迹及其特点,加深对二阶电路响应的认识与理解;
2、熟练运用multisim分析二阶电路。
二、实验原理及实例
1、实验原理
图1
如图1,通过RCL串联电路的放电过程来研究二阶电路的响应。
设开关闭合前电容已带有电荷。
时,开关闭合,得出KVL方程:
由
微分方程为
特征方程为,特征根为
、
当时,过阻尼非震荡放电过程;
当时,临界阻尼非震荡放电过程;
当时,欠阻尼放电过程。
二、实例
如图所示,已知,在t=0时开关s打开。
试求为和时,电容电压的值。
断开开关后,得微分方程
(1)当时,为过阻尼状态。
特征根
、
得
(2)当时,为临界阻尼状态。
特征根
得
(3)当时,为欠阻尼状态。
特征根
得
三、仿真实验
(1)过阻尼仿真实验。
(2)临界阻尼仿真实验。
(3)欠阻尼仿真实验。
结论:仿真实验中的过阻尼、临界阻尼和欠阻尼的波形符合理论结果。
四、实验小结
1、对二阶电路知识有更进一步的了解。
2、对二阶电路响应的三种状态有更深刻的认识。
3、熟练掌握运用multisim来分析二阶电路响应的三种状态,学会使用软件分析法来分析二阶电路。