实验五RC电路的响应 、实验目的 1、观察一阶RC电路的响应曲线和时间常数τ。 2、观察RC电路构成的微分电路和积分电路对方波信号的响应。 、实验器材 1、示波器1台 2、低频信号发生器 3、直流稳压源 4、其它实验用的器材 三、实验原理 1、RC电路的响应曲线 根据“三要素法”,只要确定初始值、稳态值、时间常数三个量,即可写出RC 电路响应的函数式如下: u()=U(0+)ez+U(∞)(1-e) 第一项为零输入响应,即放电,波形如b 第二项为零状态响应,即充电,波形如 2、微分电路的响应 微分电路即输出RC电路中电阻R两端的电压波形。因为在RC电路中,C两端 的电压u是不允许突变的,但电流i是允许突变的,即a=R也可突变。因此 微分电路取uR为输出,突出输入波形的变化部分,如图c2所示,且此时RC电 路的充放电时间常数τT(即充放电较慢)
实验五 RC 电路的响应 一、实验目的： 1、观察一阶 RC 电路的响应曲线和时间常数τ。 2、观察 RC 电路构成的微分电路和积分电路对方波信号的响应。 二、实验器材： 1、示波器 1 台 2、低频信号发生器 3、直流稳压源 4、其它实验用的器材 三、实验原理： 1、RC 电路的响应曲线： 根据“三要素法”，只要确定初始值、稳态值、时间常数三个量，即可写出 RC 电路响应的函数式如下： ( ) (0 ) ( )(1 ) t t c c u t U e U e − − + = + − 第一项为零输入响应，即放电，波形如 b 第二项为零状态响应，即充电，波形如 a 2、微分电路的响应： 微分电路即输出 RC 电路中电阻 R 两端的电压波形。因为在 RC 电路中，C 两端 的电压 uc 是不允许突变的，但电流 i 是允许突变的，即 u Ri R = 也可突变。因此 微分电路取 uR为输出，突出输入波形的变化部分，如图 c2 所示，且此时 RC 电 路的充放电时间常数τ>Tui（即充放电较慢） R i uC S US + + _ _ 1 2 uC(t) t a uC(t) t b R i u uR i C c1 c2 ui uR R i uC ui C c1 c3 ui uC
四、实验步骤 (一)、观察RC充放电波形及与T的关系: 1、按图1连接电路;其中R=10K,C=100以F 直流稳压源Us输出调至Us=8V。 2、将示波器X轴时标旋钮调至02sDIV, 看到示波器上的光点扫描;将输入耦合开关置于 “DC”;将AB接入Y1或Y2通道,Y轴灵敏度 旋钮调至2V/DIV。 3、接通开关“1”,可观察到电源向C的充电波形:稳定后,再将开关打至“2”, 即可观察到C的放电过程; 4、将所观察到的充、放电两个波形描入图中。此时时间常数τ=1S 5、改变参数R=5K,C=100μF(不变),直流稳压源Us仍为Us=8V。 6、再重复第3、4步骤,也将所观察到的充放电波形描下来。此时的时间常数为 T=0.5S。 (二)、观察微分电路波形 1、如图联接电路,取R=5.K,C=0.01; 2、先用示波器观察方波发生器的输出波形,使输出 方波发生器 方波的幅值大小适当、频率为f=100Hz 3、将电阻两端电压uR接入示波器的Y1或Y2通道, 调节示波器的ⅹ轴时标及Y轴灵敏度即可观察到徹分波形,将其描入图中 4、将R改为1K,C改为100μF,再观察波形,此时是否仍能得到微分波形? (三)、观察积分电路波形 1、仍按上图联接电路,取R=10K或51K,C=0.1uF 2、保持方波发生器的输出波形不变 3、将电容两端电压uc接入示波器的Y1或Y2通道, 调节示波器的ⅹ轴时标及Y轴灵敏度即可观察到积分波形,将其描入图中。 4、将R改为2K,C改为100μF,再观察波形,此时是否仍能得到积分波形? 五、实验报告: 按上述步骤做好实验报告。 六、思考题: 1、从上述实验中,你能否得出时间常数与放电快慢之间的关系? 2、输入方波波形的周期T与时间常数τ应满怎样的关系才能得到微分波形?积 分波形呢?
四、实验步骤： （一）、观察 RC 充放电波形及与τ的关系： 1、按图 1 连接电路；其中 R=10K，C=100μF， 直流稳压源 US 输出调至 US=8V。 2、将示波器 X 轴时标旋钮调至 0.2s/DIV， 看到示波器上的光点扫描；将输入耦合开关置于 “DC”；将 AB 接入 Y1 或 Y2通道，Y 轴灵敏度 旋钮调至 2V/DIV。 3、接通开关“1”，可观察到电源向 C 的充电波形；稳定后，再将开关打至“2”， 即可观察到 C 的放电过程； 4、将所观察到的充、放电两个波形描入图中。此时时间常数τ=1S 5、改变参数 R=5K，C=100μF（不变），直流稳压源 US 仍为 US=8V。 6、再重复第 3、4 步骤，也将所观察到的充放电波形描下来。此时的时间常数为 τ=0.5S。 （二）、观察微分电路波形： 1、如图联接电路，取 R=5.1K，C=0.01μ； 2、先用示波器观察方波发生器的输出波形，使输出 方波的幅值大小适当、频率为ƒ=100Hｚ； 3、将电阻两端电压 uR 接入示波器的 Y1或 Y2通道， 调节示波器的Ｘ轴时标及Ｙ轴灵敏度即可观察到微分波形，将其描入图中。 4、将 R 改为 10K，C 改为 100μF，再观察波形，此时是否仍能得到微分波形？ （三）、观察积分电路波形： 1、仍按上图联接电路，取 R=10K 或 5.1K，C=0.1μF； 2、保持方波发生器的输出波形不变； 3、将电容两端电压 uＣ接入示波器的 Y1 或 Y2通道， 调节示波器的Ｘ轴时标及Ｙ轴灵敏度即可观察到积分波形，将其描入图中。 4、将 R 改为 2K，C 改为 100μF，再观察波形，此时是否仍能得到积分波形？ 五、实验报告： 按上述步骤做好实验报告。 六、思考题： 1、从上述实验中，你能否得出时间常数与放电快慢之间的关系？ 2、输入方波波形的周期 Ti与时间常数τ应满怎样的关系才能得到微分波形？积 分波形呢？ R i uC S US + + _ _ 1 2 图 1 A B R i uR C 方 波 发 生 器