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文檔簡介

1、精選文檔試驗二 二階電路的動態響應一、試驗目的：1. 學習用試驗的方法來爭辯二階動態電路的響應。2. 爭辯電路元件參數對二階電路動態響應的影響。3. 爭辯欠阻尼時，元件參數對和固有頻率的影響。4. 爭辯RLC串聯電路所對應的二階微分方程的解與元件參數的關系。 二、試驗原理： 圖6.1 RLC串聯二階電路用二階微分方程描述的動態電路稱為二階電路。圖6.1所示的線性RLC串聯電路是一個典型的二階電路。可以用下述二階線性常系數微分方程來描述： （6-1）初始值為 求解該微分方程，可以得到電容上的電壓uc(t)。再依據： 可求得ic(t)，即回路電流iL(t)。  式（6-1）的特

2、征方程為：特征值為： (6-2)定義：衰減系數（阻尼系數）自由振蕩角頻率（固有頻率）由式6-2 可知，RLC串聯電路的響應類型與元件參數有關。1 零輸入響應動態電路在沒有外施激勵時，由動態元件的初始儲能引起的響應，稱為零輸入響應。 電路如圖6.2所示，設電容已經充電，其電壓為U0，電感的初始電流為0。(1) ，響應是非振蕩性的，稱為過阻尼狀況。電路響應為： 響應曲線如圖6.3所示。可以看出：uC(t)由兩個單調下降的指數函數組成，為非振蕩的過渡過程。整個放電過程中電流為正值， 且當時，電流有極大值。（2），響應臨界振蕩，稱為臨界阻尼狀況。電路響應為 t0響應曲線如圖6.4所示。圖6.4 二階電

3、路的臨界阻尼過程(3) ，響應是振蕩性的，稱為欠阻尼狀況。 電路響應為t0 其中衰減振蕩角頻率 ， 響應曲線如圖6.5所示。 圖6.5 二階電路的欠阻尼過程 圖6.6 二階電路的無阻尼過程（4）當R時，響應是等幅振蕩性的，稱為無阻尼狀況。電路響應為響應曲線如圖6.6所示。抱負狀況下，電壓、電流是一組相位互差90度的曲線，由于無能耗，所以為等幅振蕩。等幅振蕩角頻率即為自由振蕩角頻率，注：在無源網絡中，由于有導線、電感的直流電阻和電容器的介質損耗存在，R不行能為零,故試驗中不行能消滅等幅振蕩。2 零狀態響應動態電路的初始儲能為零，由外施激勵引起的電路響應，稱為零輸入響應。依據方程6-1，電路零狀態

4、響應的表達式為：與零輸入響應相類似，電壓、電流的變化規律取決于電路結構、電路參數，可以分為過阻尼、欠阻尼、臨界阻尼等三種充電過程。3狀態軌跡對于圖6.1所示電路，也可以用兩個一階方程的聯立（即狀態方程）來求解： 初始值為  其中，和為狀態變量，對于全部t0的不同時刻，由狀態變量在狀態平面上所確定的點的集合，就叫做狀態軌跡。 三、試驗設備與器件1. 低頻信號發生器2. 溝通毫伏表3. 雙蹤示波器4. 萬用表5. 可變電阻6. 電阻、電感、電容 (電阻100,電感10mH、4.7mH, 電容47nF)，可變電阻（680）。四、試驗內容（multisim仿真）1. 按圖6.8所示電路接線（R1=100 L=10mH C=47n

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