实验报告,R、L、C串联谐振电路研究大全

第一篇：实验报告,R、L、C串联谐振电路研究大全

实验报告

祝 金 华

PB15050984 实验题目：Ｒ、Ｌ、C 串联谐振电路得研究 实验目得：

1、学习用实验方法绘制 R、L、C 串联电路得幅频特性曲线。

２、加深理解电路发生谐振得条件、特点，掌握电路品质因数(电路 Q 值)得物理意义及其测定方法。

实验原理

1、在图 1 所示得 R、L、C 串联电路中，当正弦交流信号源 U i 得频率 f 改变时,电路中得感抗、容抗随之而变,电路中得电流也随ｆ而变。

取电阻Ｒ上得电压 U O 作为响应，当输入电压 U i 得幅值维持不变时, 在不同频率得信号激励下,测出 U O 之值,然后以 f 为横坐标,以 U O 为纵坐标,绘出光滑得曲线,此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线,如图 2 所示。

图 2 2、在ｆ=ｆｏ=处,即幅频特性曲线尖峰所在得频率点称为谐振频率。此时 X L ＝Xc，电路呈纯阻性,电路阻抗得模为最小。在输入电压 U i 为定值时，电路中得电流达到最大值,且与输入电压 U i 同相位。从理论上讲,此时 Ｕ ｉ ＝Ｕ R ＝U Ｏ ,U Ｌ ＝Ｕ c ＝QU ｉ，式中得 Q 称为电路得品质因数。

3、电路品质因数 Q 值得两种测量方法 一就是根据公式 Q＝ 测定,U c 为谐振时电容器 C 上得电压(电感上得电压无法测量,故不考虑Q=测定）

。另一方法就是通过测量谐振曲线得通频带宽度△ｆ=f2-f１,再根据 Q=求出 Q 值。式中 f o 为谐振频率，f 2 与ｆ 1 就是失谐时, 亦即输出电压得幅度下降到最大值得（=０、707)倍时得上、下频率点。Q 值越大，曲线越尖锐,通频带越窄,电路得选择性越好。

在恒压源供电时,电路得品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身得参数,而与信号源无关。

预习思考题 1.根据实验线路板给出得元件参数值,估算电路得谐振频率。

L=3０mＨ fo==1/（2×π）=９188、8１Hz 2.改变电路得哪些参数可以使电路发生谐振，电路中 R 得数值就是否影响谐振频率值? 改变频率 f,电感 L,电容 C 可以使电路发生谐振,电路中 R 得数值不会影响谐振频率值。

3.如何判别电路就是否发生谐振？测试谐振点得方案有哪些? 判断:电容与电感得电压相等时，电路此时发生谐振;U i 与 U 0 相位相同时此时发生谐振；U i 与 U 0 大小相等时电路发生谐振。

图

测量:理论计算,f=1/(２π√LC）;仪表测量此时电流频率。

4.电路发生串联谐振时,为什么输入电压不能太大, 如果信号源给出３V 得电压,电路谐振时,用交流毫伏表测Ｕ L 与 U C ,应该选择用多大得量限？

输入电压过大,L、C 器件两端得电压远高于信号源电压;应该选用最大量程。

4.要提高Ｒ、L、C 串联电路得品质因数,电路参数应如何改变? 减小 R,增大Ｌ,同时等比例缩小 C。

5.本实验在谐振时,对应得 U L 与 U C 就是否相等？如有差异,原因何在? U L，U C 大小相等,方向相反,因为在谐振点 L，C 得阻抗相等，二者阻抗方向相反。

实验设备 低频函数信号发生器,交流毫伏表,双踪示波器,频率计,谐振电路实验电路板 实验内容 1、利用 HE-15 实验箱上得“Ｒ、L、C 串联谐振电路”,按图 3 组成监视、测量电路。选C 1 =０、01μF。用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压 U i =3V，并保持不变。

图 ３ 2、找出电路得谐振频率ｆ 0 ,其方法就是，将毫伏表接在 R(２0０Ω)两端,令信号源得频率由小逐渐变大(注意要维持信号源得输出幅度不变),当Ｕo 得读数为最大时，读得频率计上得频率值即为电路得谐振频率 f 0 ,并测量 U C 与 U L 之值(注意及时更换毫伏表得量限)。

3、在谐振点两侧,按频率递增或递减 3０0Hz 或 50０KHz,依次各取 8 个测量点,逐点测出U O，Ｕ Ｌ ,U C 之值，记入数据表格。

F(KHｚ)5、5 6、0 6、５ ７、0 7、５ 8、0 ８、3 ８、6 ８、9 9、2 ９、5 9、8 1０、３ 10、8 11、3 11、8 １2、３ Ｕ Ｏ(Ｖ)0、109 ０、134 0、16６ 0、213 0、279 0、385 0、460 0、5４４ 0、577 0、５６１ 0、491 0、42１ 0、323 0、2６1 ０、216 0、185 ０、１61 U C(Ｖ)1、470 1、685 1、９8３ 2、372 2、9３5 ３、76３ 4、300 4、84８ ５、０ ４2 4、68２ 3、９１0 3、1３４ ２、328 1、813 1、４51 1、1９3 0、99８ ② U ｉ ＝3ｖ, C=0、0１μF, Ｒ=200Ω，f ｏ =8、９kＨz,f 2 －f 1 =9、856－8、0８9=1、7６７kHz , Q=8、９／１、767=5、0３６ 数据处理

１、根据测量数据，绘出不同Ｑ值时三条幅频特性曲线,即: U O ＝U(f）

Ｕ c =U(ｆ)2、计算出通频带与 Q 值

根据输出电压与输入信号频率得记录，可得 f ０ =8、9ｋHz ③ f 2 －f 1 ＝9、856-8、０89＝1、7６7ｋHz，Ｑ=8、9/1、76７=5、0３6 ②Q=U C /Ｕ 0 ＝5、042/０、577=8、７39 实验总结与 误差分析

对两种不同得测 Q 值得方法进行比较，分析误差原因。

第一种方法测量出得Q值偏大,由公式Q=计算时,由于实验仪器精度并不就是非常小,存在一定得仪器误差与读数误差，ｆ 0 课 确定范围较大，且由图像读数 f １ ,f ２ 也不就是非常精确,不确定度较大。

第二种方法测量 Q 值时,由于频率在一定范围内电阻电压保持最大值,无法精确确定 f 0 ,导致U ０、U C 可选范围增大,Q 值可取值增多。

谐振时,比较输出电压Ｕ Ｏ 与输入电压 U i 就是否相等?试分析原因。

不相等,电感并不就是理想电感,存在电阻，导线存在电阻，消耗电压。

通过本次实验,总结、归纳串联谐振电路得特性。

①在ｆ＝ｆo=处，即幅频特性曲线尖峰所在得频率点为谐振频率时,Ｘ L

=Xc,电路呈纯阻性,电路阻抗得模为最小,等于电阻阻值。

②在输入电压Ｕ i 为定值时,电路中得电流达到最大值,且与输入电压Ｕ i 同相位。

③电阻电压也达到最大值。

④电感与电容得电压也达到最大,且就是反相位。

心得体会及其它 1.第一次做电工实验,对实验器材、实验步骤存在疑问,应该主动预先预习，了解相关知识。

2.电压得测量问题中，应该考虑向电路接入毫伏表对电路得影响,注意各个表笔接地端就是否产生短路? 3.对于实验安全,应该遵守实验室规则，听从老师得安排,不随意行动。

4.信号发射器关于频率得调节,应该先粗调，后细调。

ｆ/kHz 8、７00 8、９04 8、９13 9、０7２ ９、195 U ０

０、６1２ 0、６19 0、619 ０、６11 0、5９２

第二篇：R—L—C 元件的阻抗特性和谐振电路实验报告

实验报告

课程名称：电工电子技术试验

实验六：R—L—C

元件的阻抗特性和谐振电路

班级：02（周四）

学生姓名：

学号：20181060261

专业：电子信息工程

指导教师：

学期：2019-2020学年春季学期

**大学信息学院

实验六R—L—C元件的阻抗特性和谐振电路

一．实验目的1．通过实验进一步理解R，L，C的阻抗特性，并且练习使用信号发生器和示波器

2．了解谐振现象，加深对谐振电路特性的认识

3．研究电路参数对串联谐振电路特性的影响

4．理解谐振电路的选频特性及应用

5．掌握测试通用谐振曲线的方法

二．实验原理与说明

1．正弦交流电路中，电感的感抗XL=ωL=2πfL，空心电感线圈的电感在一定频率范围内可认为是线性电感，当其电阻值r较小，有r<

/ωC

=

/2πfC。

当电源频率变化时，感抗XL和容抗Xc都是频率f的函数，称之为频率特性（或阻抗特性）。典型的电感元件和电容元件的阻抗特性如图6-1。

f

f

XL

XC

0

0

(a)

电感的阻抗特性

(b)

电容的阻抗特性图6-1

信

号

发

生

器

+

U&C

R0

1Ω

C

−

信号发生器

R0

−

+

U

L

&

L

1Ω

U0

U0

(a)

测量电感阻抗特性的电路

(b)

测量电容阻抗特性的电路图6-2

2．为了测量电感的感抗和电容的容抗，可以测量电感和电容两端的电压有效值及流过它们的电流有效值。则感抗XL=UL/IL，容抗Xc=Uc

/Ic。

当电源频率较高时，用普通的交流电流表测量电流会产生很大的误差，为此可以用电子毫伏表进行间接测量得出电流值。在图6-2的电感和电容电路中串入一个阻值较准确的取样电阻R0，先用毫伏表测量取样电阻两端的电压值，再换算成电流值。如果取样电阻取为1Ω，则毫伏表的读数即为电流的值，这样小的电阻在本次实验中对电路的影响是可以忽略的。

I

C

3．在图6-3所示的RLC

串联电路中，当外加角频率为ω的正弦

U&

电压U&时，电路中的电流为

L

r

I&=

U&

wC

R＇

+

j(wL

1)

R

式中，R＇=R+r，r为线圈电阻。当ωL=1/ωC时，电路发生串

联谐振，谐振频率为：f0=

。此式即为产生串联谐振的

图12-3

R、L、C串联电路

2p

LC

条件。可见，改变L、C或电源频率f都可以实现谐振。本次实验是通过改变外加电压的频率使电路达到谐振的。

串联谐振有以下特征：

（1）谐振时电路的阻抗最小，而且是纯电阻性的，即

wC

0

Z

=

R＇

+

j(wL

1)



w

=w0

=

R＇

此时谐振电流I&与电压U&同相位，且I0=U/R＇为最大值。本次实验就是依据这种特征来找谐振点的。

（2）谐振时有UL=UC，电路的品质因数Q为

Q

=

UL

U

=

UC

U

w

L

=

0

=

R＇

1

=

L

/C

0

w

CR＇

R＇

RLC串联电路中的电流与外加电压角频率ω之间的关系称为电流的幅频特性，即

R

＇2

+

(wL

1)2

wC

I(w)

=

U

为了便于比较，将上式中的电流及频率均以相对值I/I0

及f/f0

表示，则

1+

Q2(f

f0

f

f0)2

I

=

I0

图6-4为I/I0与f/f0的关系曲线，有称通用串联谐振曲线。可见谐振时电流I0的大小与Q值无关，而在其他频率下，Q值越大，电流越小，串联谐振曲线的形状越尖，说明选择性越好。

曲线中I/I0=1/

时，对应的频率f2（上限频率）和f1（下限频率）之间的宽度为通频带Δf，Δf=f2－f1。由图6-4

可见，Q

值越大，通频带越窄，电路的选择性越好。电路的阻抗角φ与频率的关系称为相频特性，特性曲线如图6-5所示。

rcta

三．

1．实验设备

名称信号发生器

数量

1台

型号学校自备

2．示波器

1台

学校自备

3．晶体管毫伏表

1台

学校自备

4．万用表

1台

学校自备

5．电阻

4只

1Ω*1，100Ω*1

510Ω*1，2kΩ*1

6．电感

1只

10mH*1

7．电容

2只

1µF*1，2200pF*1

8．桥形跨连线和连接导线

若干

P8-1

和50148

9．实验用9

孔方板

1块

297mm×300mm

四．实验步骤

1．测量电阻的阻抗特性

按图6-6连线，按表6-1所示数据调节交流信号源输出电压的频率（从低到高），分别测量UR，IR的值记入表6-1中。注意每次改变电源频率时，应调节信号发生器使输出电压保持在2V，测量电流时应正确选择量程。

信

号

发

生

器

I

R

R0

1Ω

R(Ω)

100Ω

UR

频率f(KHz)

0.2

0.5

1.0

2.0

5.0

8.0

UR(V)

1.33

1.33

1.33

1.33

1.33

1.33

1.33

1.33

IR(mA)

13.3

13.3

13.3

13.3

13.3

13.3

13.3

13.3

R(Ω)

表6-1

根据表6-1中的实验数据，在上面的坐标平面内绘制R=F(f)阻抗特性曲线。

2．测量电感元件的阻抗特性

按图6-2(a)接线。调节信号发生器输出电压为2V，选取L为10mH，R0仍取1Ω。按表6-2所示数据改变信号发生器的输出频率。分别测量UL，U0的值记入表6-2中，并注意每次改变电源频率时应调节信号发生器的输出电压保持不变。然后，根据IL=U0/R0，XL=UL/IL两式将计算结果填入表6-2

中。

表6-2测量电感元件阻抗特性实验数据

频率f(KHz)

0.2

0.5

1.0

2.0

5.0

8.0

UL(V)

0.665

0.992

1.42

1.77

1.947

1.976

1.984

1.987

U0(V)

0.243

0.227

0.189

0.129

0.064

0.046

0.0398

0.036

IL(mA)

243

227

189

129

398

XL(Ω)

2.74

4.37

7.51

13.72

30.42

42.96

49.85

55.19

根据表6-2中的实验数据，在下面的坐标平面内XL=F(f)阻抗特性曲线。

XL(Ω)

Xc(Ω)

0

f(KHz)

0

f(KHz)

绘制电感阻抗特性曲线

绘制电容阻抗特性曲线

3．测量电容的阻抗特性

按图6-2(b)接线。调节信号发生器输出电压为2V，选取C为1µF，R0不变，取1Ω。按表6-3

所示数据改变信号发生器的输出频率。分别测量UC，U0的值记入表6-3中，相应调节信号源输出电压保持在2V。再根据IC

=U0

/R0，XC=UC

/IC

两式将计算结果填入表6-3

中。

表6-3测量电容元件阻抗特性实验数据

频率f(KHz)

0.2

0.5

1.0

2.0

5.0

8.0

UC(V)

2.010

1.988

1.917

1.645

1.092

0.736

0.612

0.517

U0(V)

0.0244

0.064

0.115

0.188

0.289

0.304

0.314

0.317

IC(mA)

24.4

115

188

289

304

314

317

XC(Ω)

82.38

31.07

16.67

8.75

3.78

2.42

1.95

1.63

根据表6-3中的实验数据，在上面的坐标平面内XC=F(f)阻抗特性曲线。

4．寻找谐振频率，验证谐振电路的特点

按图6-7接线。R取510Ω，L取10mH，C取2200pF，信号发生器的输出电压保持在1V。用毫伏表测量电阻R上的电压，因为UR=RI，当R一定时，UR与I成正比，电路谐振视的电流I最大，电阻电压UR也最大。细心调节输出电压的频率，使UR为最大，电路即达到谐振（调节前可先计算谐振频率作为参考），测量电路中的电压UR、UL、UC，并读取谐振频率f0，记入表6-4中，同时记下元件参数R、L、C的实际数值

表6-4

R=510Ω

L=10mH

C=2200pf

UR=0.772V

UL=0.984V

UC=13.29V

f0=33.9kHz

I0

=

UR/R=1.51mA

Q=4.18

5．测定谐振曲线

实验线路同图6-7，信号发生器输出电压调至2V，在谐振频率两侧调节输出电压的频率（每次改变频率后均应重新调整输出电压至2V），分别测量各频率点的UR值，记录于表6-5中（在谐振电附近要多测几组数据）。在将图6-7实验电路中的电阻R

更换为2kΩ，重复上述的测量过程，记录于表6-6中。

表6-5

U=

(V)

R=510

(Ω)、L=10

(mH)、C=2200

(pF)、Q=

f(kHz)

27.93

28.93

29.93

30.93

31.93

32.93

f0=33.93

34.93

35.93

36.93

37.93

38.93

39.93

UR(V)

0.887

0.985

1.089

1.200

1.320

1.438

1.537

1.594

1.592

1.533

1.434

1.316

1.196

I(mA)

1.74

1.93

2.14

2.35

2.59

2.82

IR=3.01

3.13

3.12

3.01

2.81

2.58

2.35

I

/I0

0.56

0.62

0.68

0.75

0.83

0.90

0.96

1.00

0.99

0.96

0.90

0.82

0.75

f

/f0

0.80

0.83

0.86

0.89

0.91

0.94

0.97

1.00

1.03

1.06

1.09

1.11

1.14

表6-6

U=

(V)

R=2

(KΩ)、L=

10(mH)、C=2200

(pF)、Q=

f(KHz)

27.93

28.93

29.93

30.93

31.93

32.93

f0=33.9

34.93

35.930

36.93

37.93

38.93

39.93

UR(V)

1.743

1.773

1.785

1.791

1.800

1.820

1.849

1.880

1.905

1.914

1.902

1.873

1.832

I(mA)

0.872

0.887

0.893

0.896

0.9

0.910

0.925

0.940

0.953

0.957

0.951

0.937

0.916

I

/I0

0.911

0.927

0.933

0.936

0.940

0.951

0.967

0.982

0.999

1.0

0.994

0.979

0.957

f

/f0

0.78

0.81

0.83

0.86

0.89

0.92

0.94

0.97

1.00

1.03

1.06

1.08

1.11

6．用示波器观测R-L-C串联谐振电路中电流和电压的相位关系

按图6-8接线，R取510Ω，电路中A

点的电位送入双踪示波器的YA通道，它显示出电路中总电压u的波形。将B点的电位送入双踪示波器的YB通道，它显示出电阻R上的波形，此波形与电路中电流i的波形相似，因此可以直接把它看作电流i的波形。示波器和信号发生器的接地端必须连接在一起。信号发生器的输出频率取谐振频率f0，输出电压取2V，调节示波器使屏幕上获得2至3

个波形，将电流i和电压u的波形描绘下来。再在f0左右各取一个频率点，信号发生器输出电压仍保持2V，观察并描绘i和u的波形。

信

号

发

生

器

A

+

L

u

−

uR+

C

−

R

B

图6-8

观测电流和电压间相位差实验线路图

调节信号发生器的输出频率，在f0左右缓慢变化，观察示波器屏幕上i和u波形的相位和幅度的变化，并分析其变化原因。

i和u的波形图：

i

t

f=f0：

u

i

2.020V

0

i

t

f

u

i

2.0337V

0

i

t

f>f0：

u

i

1.982V

0

五．注意事项

1．谐振曲线的测定要在电源电压保持不变的条件下进行，因此，信号发生器改变频率时应对其输出电压及时调整，保持为2V。

2．为了使谐振曲线的顶点绘制精确，可以在谐振频率附近多选几组测量数据。

六．分析与讨论

1．根据表6-2，表6-3的实验数据计算L和C的值，结果与标称值是否一致，为什么？

答：①XL=2πfL，根据实验数据可计算的XL分别为：

频率（KHz)

0.2

0.5

1.0

2.0

5.0

8.0

10.0

12.0

2.512

2.512

6.28

12.56

25.12

62.8

100.48

125.6

150.72

②XC=1/2πfC，根据实验数据可计算的CL分别为：

频率（KHz）

0.2

0.5

1.0

2.0

5.0

8.0

10.0

12.0

XC

79.62

31.84

15.92

7.96

3.184

1.99

1.592

1.327

故与标称值不相等，因为测量仪器及读数均存在误差，但是在误差允许的范围内，计算值与标称值近似相等。

2．根据表6-5，表6-6的实验数据，以I/I0为纵坐标，f/f0为横坐标,绘制两条不同Q

值的串联谐振曲线，并加以分析。

答：如图：

故在f/f0=1时，I/I0达到最大值，即I=I0。

3．用实验数据或现象说明R-L-C串联谐振的主要特征。

答：电阻,电感,电容两端的电压和电路的频率有关。当频率达到一定值的时候,电路呈现纯电阻状态,此时电阻两端的电压达到最大值，电感和电容两端的电压大小相等,方向相反,为电源电压的Q倍。保持C,L值不变,则电阻R越大,Q值越小。

第三篇：串联谐振电路的频率特性研究教学设计

串联谐振电路的频率特性研究教学设计

一、课程基本描述

课程名称：电工学实验 所属学科：工学 课程学时：20学时

授课对象：飞行器动力工程专业 开课单位：基础实验中心

先修课程：电工学、大学物理实验 选用教材：《电工学实验》

中国民航大学校内讲义

二、教学背景

本课程是工科非电类各专业的技术基础课和必修课，是电工学理论的实验课程。本课程逻辑性强，有广阔的工程背景，对培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题和解决问题的能力，都有重要的作用。在教学过程中，尽量多与实际联系，让学生学会理论联系实际，激发学生的求知欲望和学习热情。

串联谐振电路是《电工学》里面的一个重要知识点，它既是前面正弦交流电路中R-L-C串联电路的延续和拓展，又是R-L-C混联电路的基础，起着承上启下的作用。更是后面飞动专业要学习的变压器、电子技术和航空发动机的重要基础。本环节从实验的角度，结合实际，使学生能更准确的理解串联谐振的含义，掌握该知识点。

授课对象为飞行器动力工程专业的大学二年级本科生。学生学过与本课程有关的先修课程：电工学、大学物理实验等课程。大多数学生对待实验比较认真、好学，能够达到课程的基本要求。

三、教学目标

1、了解串联谐振现象，掌握串联谐振电路频率选择的特性，掌握用实验的方法绘制电流谐振曲线，了解串联谐振的应用；

2、通过演示实验激发学生的学习热情和学习兴趣

四、教学手段与方法

本节课为了更有效的突出重点，突破难点，采用三种方法。

1、采用演示实验法，增强直观性，激发学生的学习兴趣。

2、采用多媒体教学，联系实际，吸引学生的注意力，有利于知识的掌握。

3、采用探究启发式的教学方法来调动学生学习的主动性。

五、教学准备

实验器材：低频信号发生器、小灯泡、电阻、电感和电容，示波器、电工学实验箱。多媒体课件。

六、教学过程

1、观看演示实验，理解选频特性。首先交代要演示的实验电路和要观察的实验现象。板书实验电路图。利用一个RLC串联电路，保证电源电压不变的情况下，只改变信号源的频率，观察并联在采样电阻两端的小灯泡的亮暗变化。根据实验现象让学生思考该电路有什么特性。待学生思考后，解答RLC串联谐振电路具有频率选择性。引入新课，介绍串联谐振。板书本次课的题目串联谐振电路的频率特性研究。

2、讲解什么是谐振。板书谐振。什么是串联谐振，什么是并联谐振？谐振产生的条件，虚部为零，容抗等于阻抗。讲解谐振的选频特性，板书选频。讲解品质因数Q含义，代表选择性参数。板书Q的公式，讲解Q和那些参数有关。讲解电流谐振曲线。引出本次课的重点：用逐点扫描法的实验方法绘制电流谐振曲线。板书谐振曲线。

3、讲解实验原理，交代原件参数，讲解电路实际连线，强调共地接线方法。强调保持电源电压的方法，信号源接功率输出。选取合适的频率点测量回路电流，并绘制电流谐振曲线。从测试的数据体会回路电流随频率变化的规律，理解谐振回路的选频特性。讲解电流参数改变对谐振曲线的影响和对电路选择性的影响。

4、讲解谐振电路的实际应用。用陷波器和收音机举例谐振好的一面，用电力系统举例谐振不好的一面。

七、教学总结

教师要在课堂教学中顺利地实现教学目标，首先要创设问题情境，为教学创造良好的氛围，这样可以引起学生对教学内容的兴趣，激发学生的求知欲，为达成课程目标打下基础，为教学活动的顺利开展创造条件。

1、充分考虑学生的原有认识。要善于分析学生的具体情况，包括学生的已有概念和学生可能遇到的困难，精心的设计问题情境和问题梯度，更容易让学生理解和掌握所学知识。

2、善于利用生活事例，创设问题情境。利用身边的素材，设计简单的实验让学生获得直接经验，激发兴趣，有利于让学生理解和掌握所学知识。在教学过程中，应充分利用身边的课程资源，接近学生的实际，这样创设出来的问题情境才有亲切感，才会营造出良好的课堂氛围。

3、以学生为主体，让学生有成就感。只有让学生在参与探究活动的过程中获得成功，才能更好地让学生体会到学习电工的乐趣与价值，才能让学生在学习的过程中迸发出激情的火花。在问题情境的创设过程中，教师要千方百计地引导学生积极参与其中，并让学生获得成功，让学生感受学习电工的快乐，领悟电子学的和谐与奇妙。

第四篇：实验报告 实验十一 一阶电路暂态过程的研究

实验　一阶电路暂态过程的研究

一、实验目的

1、研究ＲＣ一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点；

2、学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响；

3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。

二、实验设备

1、GDS-1072-U数字示波器

2、AFG

2025函数信号发生器

（方波输出）

3、EEL-52组件（含电阻、电容）

三、实验原理

1、ＲＣ一阶电路的零状态响应

ＲＣ一阶电路如图11-1所示，开关S在‘1’的位置，ｕC＝0，处于零状态，当开关S合向‘2’的位置时，电源通过R向电容C充电，ｕC（ｔ）称为零状态响应。

变化曲线如图11-2所示，当ｕC上升到所需要的时间称为时间常数。

2、ＲＣ一阶电路的零输入响应

在图11-1中，开关S在‘2’的位置电路电源通过R向电容C充电稳定后，再合向‘1’的位置时，电容C通过R放电，ｕC（ｔ）称为零输入响应。

输出变化曲线如图11-3所示，当ｕC下降到所需要的时间称为时间常数。

3、测量ＲＣ一阶电路时间常数

图11－1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图11－4所示的周期性方波ｕS作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足，便可在普通示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。

电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC，便可观察到稳定的指数曲线，如图11-5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值：

取，与指数曲线交点对应时间ｔ轴的ｘ点，则根据时间ｔ轴比例尺（扫描时间），该电路的时间常数。

4、微分电路和积分电路

在方波信号ｕS作用在电阻R、电容C串联电路中，当满足电路时间常数远远小于方波周期T的条件时，电阻两端（输出）的电压ｕR与方波输入信号ｕS呈微分关系，该电路称为微分电路。当满足电路时间常数远远大于方波周期T的条件时，电容C两端（输出）的电压ｕC与方波输入信号ｕS呈积分关系，该电路称为积分电路。

微分电路和积分电路的输出、输入关系如图11－6

（ａ）、（ｂ）所示。

四、实验内容

实验电路如图11-7所示，图中电阻R、电容C从

EEL-51D组件上选取（请看懂线路板的走线，认清激励

与响应端口所在的位置；认清Ｒ、Ｃ元件的布局及其标称值；各开关的通断位置等），用双踪示波器观察电路激励（方波）信号和响应信号。ｕS为方波输出信号，调节函数信号发生器输出，从示波器上观察，使方波的峰－峰值和频率为：ＶP

P＝2Ｖ，f=1ｋHz。

1、ＲＣ一阶电路的充、放电过程

（1）测量时间常数τ

选择EEL-52组件上的Ｒ、Ｃ元件，令Ｒ=3KΩ，Ｃ＝0.01μＦ，用示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律，测量并记录时间常数τ。

（2）观察时间常数τ（即电路参数R、C）对暂态过程的影响

令Ｒ＝5kΩ，Ｃ=0.02μＦ，通过双踪示波器观察并描绘电路激励和响应的波形，继续增大Ｃ（取0.02μＦ～0.１μＦ）或增大R（取10kΩ），定性观察对响应波形的影响。

2、微分电路和积分电路

（1）积分电路

选择EEL-51D组件上的Ｒ、Ｃ元件组成如图11-8电路，令Ｒ＝10KΩ，Ｃ＝0.１μF，用双踪示波器观察激励ｕS与响应ｕC的变化规律并绘出曲线图。

（2）微分电路

将图11-8实验电路中的Ｒ、Ｃ元件位置互换，组成如图11-9电路，令Ｒ＝600Ω，Ｃ＝0.0１μF，用双踪示波器观察激励ｕS与响应ｕR的变化规律并绘出曲线图。

图11-8

积分电路示意图

图11-9

微分电路示意图

五、实验注意事项

1、调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。实验前，尚需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意开关，旋钮的操作与调节。

2、信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起的（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。但由于他们内部已经“共地”，使用时要特别注意因共地使被测电路造成短路。

六、预习与思考题

1、用示波器观察ＲＣ一阶电路零输入响应和零状态响应时，为什么激励必须是方波信号？

2、已知ＲＣ一阶电路的Ｒ＝10KΩ，Ｃ＝0.01μF，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。

3、在ＲＣ一阶电路中，当Ｒ、Ｃ的大小变化时，对电路的响应有何影响？

4、何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？它们在方波激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功能？

七、实验报告要求

1、根据实验内容1（1）观测结果，绘出ＲＣ—阶电路充、放电时ＵC与激励信号对应的变化曲线，由曲线测得τ值，并与参数值的理论计算结果作比较，分析误差原因。

2、根据实验内容2观测结果，绘出积分电路、微分电路输出信号与输入信号对应的波形。

3、回答思考题。

第五篇：a o e i u ü b p m f d t n l g k h j q x zh ch sh r z c s y w

a o e i u ü b p m f d t n l g k h j q x zh ch sh r z c s y w

声母表

b p m f d t n l g k h j q x zh ch sh r z c s y w

单韵母表

a o e i u ü

复韵母

ai ei ui ao ou iu ie üe er an en in un vn ang eng ing ong

整体认读音节

zhi chi shi ri zi ci si yi wu yu ye yue yuan yin yun ying

顺序

a o e i u ü b p m f d t n g k h j q x zh ch sh r z s y w ai ei ui ao ou iu ie ue er an en in un ün ang eng ing ong zhi chi ri zi ci ri ye yue ying yuan yi wu yu yin