文档介绍：RC电路实验报告一、实验目的与实验仪器 (1)研究RC电路的暂态过程及RC电路的充放电规律,了解元件参数对过程的影响。 (2)观察正弦电压下RC电路稳态过程中电流和电压的位相关系。 (3)掌握示波器和信号发生器的作用。 RX7-0型标准电容箱,ZX21型电阻箱,SS-7802示波器,GFG-8219A函数信号发生器。二、,这种从开始变化到逐渐趋于稳态的过程称为暂态过程。如图,开关合向1,电路充电,此时电路充电方程满足RC+Uc=ε由初始条件t=0时,Uc=0,则Uc(t)=ε(1-e-t/RC),i(t)=e-t/RC;开关合向2,电路放电,此时电路放电过程满足RC+Uc=0由初始条件t=0时,Uc=ε,则Uc(t)=εe-t/RC,i(t)=e-t/RC 由上述充放电方程可知:①充放电的快慢由电路时间常数τ=RC的大小表示,τ越大,充放电过程越慢;②由充放电暂态曲线可知,在实验过程中对于RC电路充放电过程,通常认为t≥5τ时,充放电过程结束;电路充(放)电至电压的一半时,所需时间称为半衰期T1/2,可由此测定时间常数τ。、UR波形的影响实际测量中,常利用示波器动态连续观察RC电路的充放电过程,电源电压开关采用周期为T、幅值为U0的方脉冲信号代替。同时可知: (1)当矩形方脉冲信号的门宽Tk与时间常数τ值数量级相同时,电容器充电所能达到的最高电压Ucmax不受电源电压影响,、Ucmin的值同理论分析值偏差的大小与矩形波周期T相对于时间常数τ取值相关,当Tk>>τ时,这一偏差可被忽略。 (2)电阻元件R及电容元件C的端电压UR、UC的波形随RC乘积相对于方脉冲周期T(门宽Tk)取值的不同而有所不同。①当τ=RC<<Tk时,u出(t)≈RC,满足输出信号UR(t)与输入信号电压u入的微商近似成正比,此时称为微分电路;②当τ=RC>>Tk时,u出(t)≈,满足输出信号电压Uc(t)与输入信号电压u入对t积分近似成正比,此时称为积分电路。: 若uR=URsinωt,即电阻元件上的电压和电流位相一致。若uC=UCsinωt,i=Isin(ωt+π/2),即电流位相领先于电压位相,位相差为π/=-arctan()。如果以正弦输入信号通过RC串联电路,以电容器端电压为输出信号通过调节电容器的电容值C(或电阻元件的R),即可调节输出电压与输入电压之间的位相差,因此这种RC电路也称为RC相移电路。三、(1)选择50Hz的正矩形波脉冲,选择合适电压,调节好示波器状态,“扫描时间”预置1ms;(2)按如图连线,先调节R、C=0,观察信号源波形为正矩形脉冲波。取R=5kΩ、C=2μF观察电容器充放电电压曲线稳定波形;(3)测量放电电压曲线。利用示波器的ΔV-Δt-OFF光标测量功能键,选放电曲线最高点为原点,(t,V)的测量。-t、UR-t曲线特性的影响(1)信号源改为50Hz方波信号,调节“输出电压”选择适当的幅值;(2)按如图1接线,调节R、C=0观察信号源波形为方波。适当调节示波器,得到1-2个周期的稳定方波,并记录下所观察到的图形;(3)已知方波门宽Tk约为1ms,通过固定电容值(C=),改变R可以改变τ。选择如下情况:①RC=Tk②RC=③RC=、C值及相应的UR-t波形图;(4)拆掉线路,按图2接线,重复上述操作,完成RC乘积对UC-t曲线特性影响的观测。(1)将信号源改选为正弦波输出;(2)选择图1电路图,调节示波器,观察与U总-t、UR-t(iC-t)曲线,记录下波形图,观察并判断出电容器上电压和电流的相位差;(3)选择图2电路图,调节示波器,观察与U总-t、UC-t曲线,记录下波形图,观察并判断出电容器上电压和电流的相位差;(4)观察U总-t、UC-t曲线的位相关系。改变R、C的取值,定性观察两曲线位相差的变化。四、..---..---