阶电路动态响应实验报告

一阶电路动态响应实验报告一、实验报告概述一阶电路动态响应这个实验啊，可有意思啦。

这就像是探索电路世界里的一个小秘密一样。

咱这个实验呢，就是要看看电路在不同的初始条件下，它是怎么随着时间变化而做出反应的。

这就好比是观察一个小生物，看它在不同环境里是怎么生存的。

二、实验目标1. 我们要搞清楚一阶电路动态响应的特点。

就像是认识一个新朋友，要知道他的脾气秉性一样。

2. 学会用实验仪器来测量相关的数据。

这就像是厨师要学会用锅碗瓢盆做出美味佳肴一样。

3. 能够根据实验数据画出准确的响应曲线。

这曲线就像是这个电路的一张画像，能让我们一眼看出它的变化情况。

三、实验重点和难点1. 重点准确连接电路。

这就像是搭积木，每一块都要放对位置，不然整个电路就没法正常工作啦。

正确读取实验仪器的数据。

这数据可不能读错呀，读错了就像认错了路，会把我们带偏的。

2. 难点理解动态响应的概念。

这个概念有点抽象呢，就像雾里看花，要费点功夫才能看清楚。

对实验中出现的误差进行分析。

误差就像调皮的小捣蛋鬼，要找出它是从哪里冒出来的可不容易。

四、实验方法1. 我们采用的是实验测量法。

就像探险家拿着地图和工具去探索未知的地方一样，我们拿着仪器去测量电路的各种参数。

2. 还有对比法。

把不同条件下的实验结果进行对比，就像比较两个苹果，看哪个更甜一样。

五、实验过程1. 电路连接首先把电源、电阻、电容这些元件都拿出来。

就像准备食材一样，要把做菜的材料都准备好。

然后按照电路图小心翼翼地连接起来。

这时候要特别小心，就像走钢丝一样，一步都不能错。

我会跟同学们说：“同学们啊，这电路连接就像搭乐高积木，每个零件都有它的位置，可不能乱放哦。

”要是有同学接错了，我会笑着说：“哎呀，这个小零件跑错地方啦，咱们把它送回正确的家吧。

”2. 数据测量打开电源之后呢，我们就用仪器开始测量电压和电流啦。

这时候要眼睛紧紧盯着仪器的显示屏，就像小侦探在寻找线索一样。

我会提醒同学们：“大家的眼睛要像老鹰一样锐利哦，别错过任何一个数据。

实验九 ：一阶动态电路的响应测试（二）一、实验目的：1、 观测RC 一阶电路的方波响应；2、 通过对一阶电路方波响应的测量，练习示波器的读数；二、实验内容：1、研究RC 电路的方波响应。

选择T/RC 分别为10、5、1时，电路参数： R=1K Ω，C=0.1µF 。

2、观测积分电路的Ui(t)和Uc(t)的波形，记录频率对波形的影响，从波形图上测量时间常数。

积分电路的输入信号是方波，Vpp=5V 。

3、观察微分电路的Ui(t)和U R (t)的波形，记录频率对波形的影响。

微分电路的输入信号也是方波，Vp-p=1V 。

三、实验环境：面包板一个，导线若干，电阻一个（1k Ω），DS1052E 示波器一台，电解电容一个（0.1μF ），EE1641C 型函数信号发生器一台。

四、实验原理：1． 方波激励：•电路图：•方波波形：（调整方波电压范围在0~5V ） 2. 积分电路：一个简单的RC 串联电路，在方波脉冲的重复激励下，当满足τ=RC>>T/2时（T 为方波脉冲的重复周期），且由C 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个积分电路。

此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。

•电路图：（以f=1000Hz 为例）C1100nF•仿真波形：（以f=1000Hz为例）3. 微分电路：一个简单的RC串联电路，在方波脉冲的重复激励下，当满足τ=RC<<T/2时（T为方波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。

因此此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。

•电路图：（以f=1000Hz为例）•仿真波形：（以f=1000Hz为例）五、实验数据：1.时间常数的计算：6-4；•U i(t)和U c(t)的波形及波形数据：①③3.微分电路：•U i(t)和U R(t)的波形及波形数据：①②③④六、数据分析总结：1.注意事项：（1）将方波波形底端定为基准，使方波激励电压范围在0~5V之间；（2）微分电路图中，若以积分电路的电路只改变示波器的通道连接，要注意不要将电容短路；（3）函数信号发生器的频率调节要结合档位，不换档位可能调不到所要的频率。

一、实验目的1. 了解动态电路的基本原理和特性；2. 掌握一阶动态电路的响应规律；3. 熟练使用示波器、信号发生器等实验仪器；4. 提高实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理动态电路是指电路中含有电容或电感元件的电路。

在动态电路中，电容和电感元件的电压与电流之间的关系可以用导数和积分来描述。

一阶动态电路的响应规律主要由时间常数决定，时间常数τ = RC或τ = L/R，其中R为电阻，C为电容，L为电感。

一阶动态电路的响应分为三种：零输入响应、零状态响应和完全响应。

零输入响应是指在没有外加激励的情况下，仅由电路的初始状态引起的响应；零状态响应是指在外加激励作用下，电路的初始状态为零时的响应；完全响应是零输入响应和零状态响应的和。

三、实验仪器与设备1. 示波器 1台；2. 信号发生器 1台；3. 函数信号发生器 1台；4. 电阻（R1K、R10K、R100K）各1个；5. 电容（C10uF、C100nF）各1个；6. 面包板 1个；7. 导线若干；8. 5V电源 1个。

四、实验内容与步骤1. 零输入响应实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）打开电源，使电容充电至5V；（3）断开电源，观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。

2. 零状态响应实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）打开电源，使电容放电；（3）观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。

3. 完全响应实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）打开电源，使电容充电至5V，然后断开电源；（3）观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。

4. 方波激励实验（1）搭建RC电路，电阻R取100KΩ，电容C取10uF；（2）使用函数信号发生器输出频率为1kHz，峰峰值为5V的方波信号；（3）观察电容电压随时间的变化，并记录数据；（4）重复实验多次，确保数据的准确性。

一阶动态电路的响应测试(2)方波激励实验报告实验摘要1.实验内容○1研究RC电路的方波响应,选择T/RC分别为10、5、2、1的情况,用示波器观察响应过程；○2电路参数：R=1KΩ、C=0.1μF；○3观测积分电路的Ui(t)和Uc(t)的波形，记录频率对波形的影响，从波形图上测量时间常数。

积分电路的输入信号是方波，Vpp=5V；○4观察微分电路的Ui(t)和UR(t)的波形，记录频率对波形的影响。

微分电路的输入信号也是方波，Vpp=5V2.名词解释一阶电路在一个电路简化后（如电阻的串并联，电容的串并联，电感的串并联化为一个元件），只含有一个电容或电感元件（电阻无所谓）的电路叫一阶电路。

主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。

实验目的○1进一步了解一阶动态电路的特点、基本组态、性能参数；○2熟练掌握示波器的测量方法和操作步骤。

实验环境（仪器用品等）实验地点：综合楼负一楼7室电路实验室实验时间：11月29日晚实验仪器与元器件：函数信号发生器、电阻、电容、导线若干、镊子、面包板、示波器等本次实验的原理电路图如下图所示：（来自Multisim 12）积分测试电路微分测试电路实验原理含有L、C储能元件(动态元件)的电路，其响应可用微分方程求解。

凡是可用一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路。

一阶电路可由一个动态元件和多个电阻元件组成。

※实验步骤※1.准备工作：检查示波器/函数信号发生器是否显示正常；选取定值电阻/电容○1检查示波器的使用状况，先进行自检，观察波形是否符合要求，如有问题，检查探头或接口是否存在问题；○2选出电阻，阻值为1KΩ，可根据色标法读出电阻的阻值，之后用万用表确定；选出0.1μF电容；○3检查函数信号发生器是否工作正常：先设置参数，再用调节好的示波器测量，看是否符合要求。

2.按照电路图在面包板上连接电路○1根据面包板竖向孔导通的特性，设计串并联电路；○2用镊子把所需的元器件插在面包板上。

广工一阶动态电路响应的研究实验报告一阶动态响应实验报告一阶动态电路的响应测试实验报告1.实验摘要1、研究RC电路的零输入响应和零状态响应。

用示波器观察响应过程。

电路参数：R=100K、C=10uF、Vi=5V2.从响应波形图中测量时间常数和电容的充放电时间2.实验仪器5V电源，100KΩ电阻，10uF电容，示波器，导线若干2.实验原理（1）RC电路的零输入响应和零状态响应（i）电路中某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。

t=0时，电容电压uc（0）称为电路的初始状态。

（ii）在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。

（iii）在零初始状态时仅由在t0时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。

（iiii）线性动态电路的完全响应为零输入响应和零状态响应之和动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的2.时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形，根据一阶微分方程的求解得知uc＝Um*e-t/RC＝Um*e-t/τ,当t＝τ时，即t为电容放电时间，Uc(τ)＝0.368Um。

此时所对应的时间就等于τ。

亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得，即电容充电的时间t.（2）测量电容充放电时间的电路图如图所示，R=100KΩ，us=5V,c=10uF,单刀双掷开关A.4实验步骤和数据记录（i）按如图所示的电路图在连接好电路，测量电容C的两端电压变化，即一阶动态电路的响应测试。

一阶电路和二阶电路的动态响应学号：1028401083 姓名：赵静怡一、实验目的1、掌握用Multisim研究一阶电路的动态响应特性测试方法2、掌握用Multisim软件绘制电路原理图3、掌握用Multisim软件进行瞬态分析4、深刻理解和掌握零输入响应、零状态响应和完全响应5、深刻理解欠阻尼、临界、过阻尼的意义6、研究电路元件参数对二阶电路动态响应的影响二、实验原理⑴一阶电路含有一个独立储能元件，可以用一阶微分方程来描述的电路，称为一阶电路。

一阶RC电路零输入响应：当U s=0时，电容的初始电压U c(0+)=U0时，电路的响应称为零输入响应。

RCt c U t u -=0)(（t>=0）零状态响应：当电容电压的初始值U c (0+)=0时，而输入为阶跃电压u s =U S u(t)时，电路的响应称为零状态响应。

)()1()(t u eU t u RCts c --=⑵二阶电路用二阶微分方程描述的动态电路称为二阶电路。

RLC 串联二阶电路如上图就是一个典型的二阶电路，可以用下述二阶线性常系数微分方程来描述：s c cc U u dt du RC dtu d LC =++22 衰减系数（阻尼系数）LR2=α 自由振荡角频率（固有频率）LCw o 1=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=<=>，称为无阻尼情况，响应是等幅振荡性的0伟欠阻尼情况，响应是振荡性的，陈2临界阻尼情况，响应临界振荡，称为2为过阻尼情况响应是非振荡性的，称,2RCLR CLR CLR三、实验内容：1．用Multisim研究一阶电路的动态响应（1）实验电路（a） (b) (c)（2）初始条件如图所示，t=0电路闭合，分别仿真出电容上电压（从零时刻开始）的波形，说明各属于什么响应？三种情况下分别测量电容电压达到3v所用的时间。

①图（a）为零状态相应，电容上电压的波形如下图：由上图可知，电容电压达到3v所用的时间约为91.6146μm②图（b）为零输入相应，电容上电压的波形如下图：由上图可知，电容电压达到3v所用的时间为51.1196μm ③图（c）为全响应，电容上电压的波形如下图：由上图可知，电容电压达到3v 所用的时间为40.6082μm（3）写出三种情况下电容电压随时间的函数表达式，并分别计算出电容电压为3V 时的时间。

实验九 ：一阶动态电路的响应测试（一）一、实验目的：1. 测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应。

2. 学习电路时间常数的测量方法。

二、实验内容：在面包板上搭建RC 电路，用开关控制零输入和零状态，用示波器观察其响应过程。

三、实验环境：面包板一个，电路箱一个，单刀双掷开关一个，导线若干，电阻一个（100k Ω），DS1052E 示波器一台，电解电容一个（10μF ）。

四、实验原理：1.零输入与零状态：电路中某时刻的电感电流和电容电压称为该时刻的电路状态。

t=0时电感的初始电流i L （0）和电容电压u c （0）称为电路的初始状态。

在没有外加激励时，仅由t=0零时刻的非零初始状态引起的响应称为零输入响应，它取决于初始状态和电路特性（通过时间常数τ=RC 来体现），这种响应时随时间按指数规律衰减的。

在零初始状态时仅由在t 0时刻施加于电路的激励引起的响应称为零状态响应，它取决于外加激励和电路特性，这种响应是由零开始随时间按指数规律增长的。

2. 时间常数τ的测定方法:用示波器测量零输入响应的波形如下图所示, 根据一阶微分方程的求解得知u c ＝U m e-t/RC＝U m e-t/τ。

当t ＝τ时，Uc(τ)＝0.368U m 。

此时所对应的时间就等于τ。

亦可用零状态响应波形增加到0.632U m 所对应的时间测得τ.零输入响应 零状态响应3.RC 一阶响应电路图：VDDττ4.仿真波形图：五、实验数据：实验波形图：六、数据分析总结：1.τ的测量：根据u c＝U m e-t/RC＝U m e-t/τ:充电过程：当t＝τ时,u2=0.632u1;放电过程：当t＝τ时,u2=0.368u1;可得：ΔU=2.93V•零输入响应：τ= t2- t1=960ms•零状态响应:τ= t1- t2=1.04s2.误差分析：（1）示波器测量ΔU有误差；（2）电容正负极接反也会导致误差；3.总结：τ的大小能大致描述充放电的快慢。

电路实验九 实验报告实验题目：一阶动态电路的响应测试（2）实验内容：研究RC 方波响应。

选择T/RC 分别为10、5、2、1时，观测Ui(t)和Uc(t)的波形，R=1K Ω，C=0.1µF 。

实验环境：导线、面包板、色环电阻、电容器、示波器DS1052E ，函数发生器EE1641D 。

实验原理：动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

实验中，我们选择的方波V p-p =5V ，V max =5V ，V min =0V 。

因为RC 的值已经确定，所以T/RC 的值可由方波的频率f 决定，其对应的关系如下：微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。

一个简单的 RC 串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC<<2T时（T 为方波脉冲的重复周期），且由R 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。

因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。

将R 与C 位置调换一下，由 C 两端的电压作为响应输出，且当电路的参数满足τ＝RC>>2T，则该RC 电路称为积分电路。

因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。

积分电路的输出电压如下：微分电路的输出电压如下：实验电路图如下所示：积分电路：XSC1微分电路：XSC1实验记录及结果分析：1.积分电路的输入输出波形：2.微分电路的输入输出波形：实验总结：这次实验是继续上一次的实验内容，经过上一次实验对RC电路的逐渐熟悉了解之后，加上实验前上网搜索了有关RC积分微分电路的资料，整个实验过程较为顺利，成功地测出了在随着输入信号周期与RC电路时间常数的关系的变化而变化的输出波形图，对RC电路的完全响应有了更深一步的理解。

一阶动态电路响应实验报告一阶动态电路响应实验报告引言：动态电路是电子学中的基础实验之一，通过对电路中的电流和电压的变化进行观察和分析，可以更好地理解电路的特性和响应。

本实验旨在研究一阶动态电路的响应特性，通过实验数据的分析，探索电路中的电流和电压的变化规律。

实验目的：1. 研究一阶动态电路的响应特性。

2. 掌握实验仪器的使用方法，如示波器、信号发生器等。

3. 学习数据采集和分析的方法。

实验原理：一阶动态电路是由电容和电阻组成的简单电路，其特点是电流和电压的变化具有指数衰减的趋势。

当电路中的电容充电或放电时，电流和电压的变化可以用指数函数来描述。

实验步骤：1. 搭建一阶动态电路实验电路，包括电容、电阻和信号发生器。

2. 将示波器连接到电路中，用于观察电流和电压的变化。

3. 设置信号发生器的频率和振幅，观察电路中电流和电压的响应。

4. 记录实验数据，包括电流和电压的变化情况。

5. 对实验数据进行分析，绘制电流和电压的变化曲线。

实验结果与分析：根据实验数据，我们可以得到一阶动态电路中电流和电压的变化曲线。

通过观察和分析曲线，我们可以得出以下结论：1. 在电容充电时，电流和电压的变化呈指数衰减的趋势，随着时间的增加，电流和电压逐渐趋于稳定。

2. 在电容放电时，电流和电压的变化也呈指数衰减的趋势，但是其衰减速度比充电时要快。

3. 电容的充电和放电时间常数与电阻和电容的数值有关，可以通过实验数据计算得出。

实验结论：通过本次实验，我们研究了一阶动态电路的响应特性，了解了电容充电和放电过程中电流和电压的变化规律。

实验结果表明，一阶动态电路中的电流和电压变化可以用指数函数来描述，而电容的充放电时间常数与电阻和电容的数值有关。

实验总结：本次实验通过实际操作和数据分析，深入理解了一阶动态电路的响应特性。

同时，我们也掌握了实验仪器的使用方法，如示波器和信号发生器。

通过实验的过程，我们不仅加深了对电路特性的理解，还培养了数据采集和分析的能力。

实验报告实验课程：电路实验(2)实验名称：动态电路专业班级：学生姓名：同组人：指导教师：实验时间：成绩：电工实验中心一、 实验目的1、 熟练掌握SS-7802A 示波器和DDS 函数信号发生器的使用，并测绘图形。

2、 测定RC 一阶电路的零输入响应，零状态响应及全响应。

3、 学习电路时间常数的测定方法。

4、 掌握有关微分电路和积分电路的概念5、 测试二阶动态电路的零状态响应和零输入响应， 了解电路元件参数对响应的影响。

6、 观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点， 以加深对二阶电路响应的认识与理解。

二、实验原理 1、RC 一阶电路动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。

要用普通示波器观察过渡过程和测量有关参数，就必须使这次单次变化的过程重复出现。

为此，我们利用电信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。

只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同。

图1-1(b)所示的RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定电路的时间常数τ时间常数τ的测定方法：用示波器测量零输入响应的波形如图1—1（a ）所示根据一阶微分方程的求解得知Uc ＝Ume-t/RC ＝Ume-t/τ 。

当t=τ时Uc （τ）=0.368Um 。

此时所对应的时间就等于τ亦可用零状态响应波形增加到0.632Um 所对应的时间测得，如图1-1（c ）所示（a ）零输入响应 （b ）RC 一阶电路 （c ）零状态响应图1-1微分电路和积分电路是RC 一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有特定的要求，一个简单的RC 串联电路，在放行序列脉冲的重复激励下，当满足τ时且由R 两端的电压作为响应输出，则该电路就是一个微分电路。