二阶动态电路的响应测试实验报告

HUNANUNIVERSITY课程实验报告题目：二阶动态电路的响应测试学生姓名：学生学号：专业班级完成日期：2014年12月20号一．实验内容1、在面板板上搭接RLC串联电路2、研究RLC串联电路的零状态响应和零输入响应。电路参数：R=10Ω和电位器R=1K、C=10uF、L=10mH、电源电压Vpp=1V方波。3、用示波器观测输出Uc（t）、输入Ui（t）的波形，记录过阻尼、欠阻尼和临界阻尼波形。二．实验目的1、学习用实验的方法来研究二阶电路的响应，了解电路元件参数对响应的影响。2、观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解三．实验原理用二阶微分方程描述的动态电路为二阶电路。如图所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路。用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。图6.1所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路。可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述：s2U2cccudtduRCdtudLC（6-1）初始值为求解该微分方程，可以得到电容上的电压uc(t)。再根据：dtducticc)(可求得ic(t)，即回路电流iL(t)。式（6-1）的特征方程为：01pp2RCLC特征值为：20222,11)2(2pLCLRLR(6-2)定义：衰减系数（阻尼系数）LR2自由振荡角频率（固有频率）LC10由式6-2可知，RLC串联电路的响应类型与元件参数有关。RLC串联电路在换路后的方程为衰减系数。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。(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。(3)当时，，电路中的电阻适中，称为临界状态。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。四．实验器材示波器1台0.1uf电容一个10欧姆电阻一个滑动变阻器一CICidttduUuLtcc000)0()()0(个20mh电感一个函数信号发生器一台五．实验电路图六．实验数据及波形图欠阻尼R=154.846ΩXSC1ABExtTrig++__+_XFG1C1100nFR110ΩR21kΩKey=A50%L120mH15302R临界阻尼此时R总=0.54295kΩ过阻尼七．数据分析及实验结论衰减系数理论值：LR2求得α=3871.15Ω/H实际值：α=4487.67Ω/H，比理论值大。其误差主要出现在光标读数上临界阻尼理论值电阻为：=894.42Ω，实际值为542.85Ω，误差较大八．实验心得本实验是在一阶电路的基础上进行的，加深了我对二阶电路响应的认识与理解，