實驗一階電路的暫態過程第一頁，共十頁，2022年，8月28日

1.觀察RC電路充放電過程，掌握時間常數的測量方法。

一、實驗目的1.觀察圖示電路的放電過程。求出時間常數τ。畫出放電曲線。二、實驗任務2.研究RC積分電路和微分電路的特點。RC充放電電路第二頁，共十頁，2022年，8月28日數控智能函數信號發生器、直流數顯穩壓電源、XD06掛箱中十進制電阻箱及電容器組、導線、數字萬用表、慢掃描示波器或秒表。三、實驗設備2.設計時間常數τ為1ms的RC積分電路和微分電路，要求算出電路參數、畫出電路圖。用示波器完成在τ不變，而脈沖信號源周期不同時電路的輸入、輸出波形的記錄。(周期T與時間常數τ之間關系分別為T=0.1τ、T=τ、T=10τ)。說明：仿真實驗任務和方法參見三本教材

第三頁，共十頁，2022年，8月28日四、實驗原理與步驟在含有電感、電容儲能元件的電路中，由于電路結構、參數或電源電壓發生突變，在經歷一定時間后達到新的穩態，這個過程稱為過渡過程或暫態過程。利用電容放電(或充電)過程進行的測量一階RC暫態電路時間常數τ(=RC)的實驗方法如下：方法一：記錄放電(充電)開始到放電(充電)電壓或電流下降(上升)為其初始值Uo(Io)時的0.368(0.632)所經歷的時間即可得到時間常數τ。第四頁，共十頁，2022年，8月28日方法二：測出放電電壓的變化曲線u(t)，在u(t)曲線上選擇兩點(u1、t1)和(u2、t2)，這兩點滿足關系式u(t)=Uo

,因而得到τ=。

RC串聯，從電容端輸出，當時間常數τ>>T，電路為積分電路。其輸出uo≈。

RC串聯，從電阻端輸出，當時間常數τ<<輸入信號周期T，電路為微分電路。其輸出uo≈RC，輸出波形為尖脈沖，常用來獲得定時觸發信號。第五頁，共十頁，2022年，8月28日方法一操作：將直流穩壓電源調至萬用表示數為10V，接入RC充放電電路中，將示波器掃描速率旋鈕置于慢掃描檔、探棒聯接至電路輸出端，通過單刀雙擲開關連通③和①,觀察充電過程，當電容兩端電壓充電至10V后，將③與②接通，用秒表記錄輸出電容兩端電壓從10V下降到3.68V時所經歷的時間，即為時間常數τ。或讀出該兩點X軸對應的坐標，計算T2-T1=τ

。實驗步驟由于實驗誤差較大，所以需要采用多次測量取平均值的方法以減小誤差。任務一第六頁，共十頁，2022年，8月28日方法二操作：通過數控智能函數信號發生器送出方波作為輸入信號，將示波器探棒連接至電路輸出端，觀察輸出波形，在曲線上選擇兩點(u1、t1)和(u2、t2)，代入公式計算得到τ。數控智能函數信號發生器使用方法參見實驗1.7串聯諧振電路課件介紹

2.通過數控智能函數信號發生器B口送出方波作為輸入信號，完成τ=1ms的RC微分電路的聯接。將示波任務二第七頁，共十頁，2022年，8月28日

每對輸入、輸出波形畫在一個坐標系上；CH1和CH2零電位掃描基線調至重疊；CH1和CH2電壓衰減旋鈕位置調為一致。

器兩個探棒CH1和CH2分別聯接至電路輸入、輸出端。調節信號發生器的頻率，使其分別為1kHz(T=τ=1ms)、10kHz(T=0.1τ=0.1ms)、

100Hz(T=10τ=10ms)，分別記錄六對輸入、輸出波形。五、實驗報告要求

1.完成給出的RC充放電實驗電路圖的放電波形和τ的記錄，計算τ的理論值和實驗值的誤差。第八頁，共十頁，2022年，8月28日

2.設計τ為3ms的RC微分電路、積分電路，計算參數，寫出實驗的簡要過程與步驟。3.完成在脈沖信號源周期不同(T=0.1τ、T=τ、T=10τ)時微分和積分電路的輸入、輸出六對曲線記錄，得出結論。完成思考題。六、注意事項在觀察RC積分電路和微分電路輸入、輸出六對曲線時，應將示波器兩個通道的零電位掃描基線調至重疊,兩個通道的電壓衰減旋鈕位置調為一致。第九頁，共十頁，2022年，8月28日