RC电路暂态特性的研究

1§3.11RC及RL电路暂态特性的研究目的考察RC电路的暂态过程,加深对电容特性的认识;仪器及用具电阻箱、直流电压表、电解电容、开关等.原理RC串联电路在阶跃电压的作用下,从开始发生变化到稳态的过程叫暂态过程.RC电路的暂态过程RC串联电路如图3.11-1所示,当开关K接通1时,电源E通过R对电容C充电;在电容C充电后,把开关K从1合向2,电容C将通过R放电.电路方程为根据初始条件:充电时t=0,UC=0;放电时t=0,UC=E0,则(3.11-1)式的解为充电过程放电过程令=RC,称为RC串联电路的时间常数,单位是秒.同理可得充电过程放电过程由(4)式,有(3.11-6)式是以lnuR和t为变量的直线方程,-1/为直线的斜率,根据图象斜率即可求得值.如果RC串联电路的输入电压为矩形波时,则电阻两端的电压uR为一交变的尖脉冲电压,TK为脉冲宽度.在图3.11-3中,直接给RC电路加上一个幅值为E的矩形波电压,就相当于将开关K在1和2之间掷来掷去.)211.3()1(/RCtCeEU)311.3(/RCtCEeV)411.3(/tREeu)511.3(/tREeuE0uct充电过程E0uRt放电过程图3.11-2RC电路暂态过程的电压波形RCE12K图3.11-1)111.3(1EURCdtdUCC)611.3(1lnlntEuR2dtdURCUSR当TK时,即=RC很小时,有即输出电压与输入电压的微商近似地成正比,图3.11-3（a）称为微分电路.在图3.11-4的电路中,当=RCTK时,电容两端的电压uC为锯齿波.在0～TK时间内,有即输出电压是输入电压对时间的积分,称为积分电路.思考题1．测定RC电路或RL电路的时间常数有哪些方法？2．用示波器观察RC电路或RL电路的电压波形时为什么要用矩形波？dttURCtuKTSC)(1)(0usTkCR(a)0tuR0tuTk(b)图3.11-3RC串联电路的输入电压为矩形波及电源、电阻两端的电压波形E图3.11-4RC串联电路的输入电压为矩形波及电源、电容两端的电压波形usTkCR(a)0tuC0tuTk(b)E