电工学实验指导书（90学时）(1)(3)

200?300?amAIRo510?+10V_b

图1-5 表1-3 方法 方法（1） 公式 Ro=Uoc/ISC 方法（2） 公式 R0=(UOC/UrL-1)RL (RL=500Ω) 方法（3） 公式Ro=U/I U(V)= I(mA)= Ro(KΩ) Ro的平均值 （3）戴维宁等效电路

根据测量结果，利用图1-6构成戴维宁等效电路。测得其外特性U=f (I)。将数据填在表1-4中。

a+Ro+_Uo_bU_mAIK+VRL

图1-6 表1-4 RL(Ω) I(mA) U(V)

0 100 200 300 500 700 800 ∞ 11

七、报告要求

1、用表1-1的数据验证叠加原理。

2、按图1-3给定参数，计算表1-1中所列各项并与实验结果进行比较。

3、完成实验内容2的要求，根据实验内容（1）和（3）的测量结果，在同一座标纸上作他们的外特性曲线，并作分析比较

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实验二 RC电路的过渡过程

一、实验目的

1、研究RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。 2、学习用示波器观察分析电路的响应。 二、实验属性（验证性） 三、实验仪器设备及器材

电工实验装置：DG011T、DY031T、DG053T、DY053T 示波器

四、实验要求

1、预习时仔细阅读实验指导书，复习教材中的有关内容。 2、明确实验目的、任务和了解实验原理。

五、原理及说明

1、一阶RC电路对阶跃激励的零状态响应就是直流电源经电阻R向C充电。对于图4-1所示的一阶电路，当t=0时开关由位置2转到位置1，由方程 uc?RCduc?US t≥0 dt初始值 UC（0-）= 0

可以得出电容电压和电流随时间变化的规律：

uc(t)?US(1?e) t≥0

??tU? i(t)?Se? t≥0

R上述式子表明，零状态响应是输入的线性函数。其中τ=RC， 具有时间的量纲，称为时间常数，它是反映电路过渡过程快慢程度的物理量。τ越大，暂态响应所持续的时间越长即过渡过程时间越长。反之，τ越小，过渡过程的时间越短。

2、电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应称为称为零输入响应，即电容器的初始电压经电阻R放电，在图4-1中，让开关K于位置1，始初始值UC（0-）=U0，再将开关K转到位置2。电容器放电由方程

tuc?RCduc?0 dt?t? 可以得出电容上的电压和电流随时间变化的规律：

uc(t)?uc(0?)e t≥0

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uc(0?)??e t≥0 i(t)??

R 1 R + K 2 Us

+ uc（t） C

t

- I（t） -

图4-1

3、对于RC电路的方波响应，在电路的时间常数远小于方波周期时，可以视为零状态响应和零输入响应的多次过程。方波的前沿相当于给电路一个阶跃输入，其响应就是零状态响应，方波的后沿相当于在电容具有初始值UC（0-）时把电源用短路置换，电路响应换成零输入响应。

由于方波是周期信号，可以用普通示波器显示出稳定的图形，以便于定量分析。 本实验采用的方波是信号的频率为1000赫兹。

六、实验步骤：

1、测定RC电路的电容充电过程。

按图4-2接线，先调节电源电压U=5V。在开关K由2置于1时的瞬间开始用秒表计时，实验板上有秒表与5V电压表，使用时只须外接5V直流电源即可。当电压表指示的电容电压UC达到表4-1中所规定的某一数值时，将开关置于2点（中间点），用秒表记下时间填在表4-1中，然后开关K置于1点，重复上述实验并记下各时间。 其中：U=5V R=100KΩ C=147?F

1 k R + 2 3 + U uc（t） c V - I（t） - 图4-2

表4-1

UC（V） 充电时间t1（s） 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

2、测定RC电路的电容放电过程。

将电容充电至表中电压，按图4- 2接线，电容电压为4.5V。用秒表计时，在t=0时，将开关K置于3点，方法同上。数据记在表4-2中。

表4-2 14

UC（V） 放电时间t（ 2s）4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5

1、 用示波器观察RC电路的方波响应

首先将方波发生器的电源接通使之产生方波，并将此方波输给示波器，调整示波器，使其能观察到合适的稳定方波形（可选幅值3至5V，频率1KHZ左右）。 按图4-3 接线。取不同的R和C。如：

R 方 波 示 发 波 生 C 器 器

图4-3

（1）C=1000pF R=10 KΩ （2）C=1000pF R=100 KΩ （2）C=0.01?F R=1 KΩ （3）C=0.01?F R=100KΩ

用示波器观察UC（t）波形的变化情况 并将其描绘下来。

七、报告要求

1、用坐标纸描绘出电容充电及放电过程。

2、把用示波器观察出的各种波形画在坐标纸上并做出必要说明。

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