一阶RC电路零输入响应3.16

一阶rc电路的暂态响应实验报告分析
 本文为大家带来一阶rc电路的暂态响应实验报告分析。

 实验内容和原理
 1、零输入响应：指输入为零，初始状态不为零所引起的电路响应。

 2、零状态响应：指初始状态为零，而输入不为零所产生的电路响应。

 
 3、完全响应：指输入与初始状态均不为零时所产生的电路响应。

 操作方法和实验步骤
 1、利用Multisim软件仿真，了解电路参数和响应波形之间的关系，并通过虚拟示波器的调节熟悉时域测量的基本操作。

 2、实际操作实验。

积分电路和微分电路的电路接法如下，其中电压源使。

一阶电路的零输入响应第 3 节一阶电路的零输入响应零输入响应：电路无外加激励，仅由动态元件的初始储能作用所产生的响应，称为零输入响应（ zero-input response ）。

一、 RC 电路的零输入响应图 5.3-1 （ a ）电路， t=0 时开关 S 由位置 1 拨到位置 2 ，讨论换路后时的电容电压、电容电流等响应的变化规律。

电路换路之前开关 S 处于位置 1 ，直流电压源 Us 对电容 C 充电，电路已处于稳定状态，换路前的等效电路如图5.3-1 （ b ）所示。

时刻，电容电压等于直流电压源的电压 Us ，即时刻，电容与电压源断开，与电阻 R 形成新的回路，这时的等效电路如图 5.3-1 （ c ）所示。

由换路定则得换路后电容电压的初始值电容电流的初始值为图 5.3-1 （ c ）电路，由 KVL ，可得用积分变量分离法进行求解，得式中，为 RC 电路的时间常数（ time constant ），当 R 的单位为Ω， C 的单位为 F 时，τ的单位是秒（ s ）。

时间常数：时间常数是反映一阶电路过渡过程进展快慢的一个重要的参数，其大小仅取决于电路的结构和参数。

τ越大，响应衰减的速度就越慢；τ越小，响应衰减的速度就越快。

用表示电路换路后的响应，用表示该响应的初始值，则 RC 一阶电路的零输入响应可表示为RC 电路零输入响应的规律RC 电路换路后，各处的零输入响应都是从初始值开始，按指数规律衰减。

衰减得快慢由时间常数τ决定。

二、 RL 电路的零输入响应图 5.3-3 （ a ）是 RL 动态电路。

电路换路之前开关 S 处于位置 1 ， t=0 时开关 S 由位置 1 拨到位置 2 。

下面讨论换路后时的电感电流、电感电压等响应的变化规律。

时刻，电路换路之前开关 S 处于位置 1 ，直流电流源 Is 对电感 L 充电，电路已处于稳定状态，换路前的等效电路如图 5.3-3 （ b ）所示。

t=0 时，开关 S 拨到位置 2 ，时，电感与电流源断开，而与电阻 R 形成新的回路，这时的等效电路如图5.3-3 （ c ）所示。

一阶rc电路的响应实验报告一阶RC电路的响应实验报告引言：电路是电子学中最基本的研究对象之一，而RC电路是最简单的电路之一。

本次实验主要研究一阶RC电路的响应特性，通过测量电路的时间响应曲线，分析电路的充电和放电过程，以及RC电路对输入信号的频率响应。

实验目的：1. 理解一阶RC电路的基本原理和性质；2. 掌握测量电路的时间响应曲线的方法；3. 研究RC电路对不同频率输入信号的响应特性。

实验仪器和材料：1. 信号发生器2. 示波器3. 电阻箱4. 电容器5. 电压表6. 连接线实验原理：一阶RC电路由电阻R和电容C组成，其输入信号为电压源V(t)，输出信号为电容器两端的电压Vc(t)。

根据基尔霍夫电压定律和电容器的充放电特性，可以得到一阶RC电路的微分方程：RC * dVc(t)/dt + Vc(t) = V(t)其中，RC为电路的时间常数，决定了电路的响应速度。

当输入信号为脉冲信号时，可以通过测量电容器两端的电压响应曲线，来研究RC电路的响应特性。

实验步骤：1. 搭建一阶RC电路，将电阻R和电容C连接起来；2. 连接信号发生器的输出端和电路的输入端，调节信号发生器的频率和幅度；3. 连接示波器的输入端和电路的输出端，调节示波器的时间基和垂直放大倍数；4. 开始测量，记录电容器两端的电压随时间的变化曲线；5. 改变输入信号的频率，重复步骤4。

实验结果与分析：在实验中，我们分别测量了RC电路对不同频率输入信号的响应曲线。

根据实验数据和曲线图，我们可以得出以下结论：1. 充电过程：当输入信号为正脉冲时，电容器开始充电。

在电容器充电过程中，电压逐渐增加，直到达到输入信号的幅度。

充电过程的时间常数由RC决定，即RC越大，充电时间越长。

2. 放电过程：当输入信号为负脉冲或零信号时，电容器开始放电。

在电容器放电过程中，电压逐渐减小，直到达到零电压。

放电过程的时间常数同样由RC决定。

3. 频率响应：当输入信号的频率增大时，电路的响应速度也会增加。

课程名称： 电路与电子技术实验Ⅰ 指导老师： 成绩：______________实验名称： 一阶RC 电路的暂态响应 实验类型：基础规范型实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的与要求1.熟悉一阶RC 电路的零状态响应、零输入响应和全响应。

2.研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。

3.掌握积分电路和微分电路的基本概念。

4.学习从响应曲线中求出RC 电路时间常数τ。

二、实验内容和原理1.零输入响应、零状态响应、全响应零输入响应：指激励为零，初始状态不为零所引起的电路响应。

零状态响应：初始状态为零，而激励不为零所产生的电路响应。

全响应：激励与初始状态均不为零时所产生的电路响应。

2.一阶RC 电路的零输入响应（放电过程） 如图，当开关闭合时，电路中有：)0()(0+-≥=t eU t u RCt C ； )0(-)(0R +-≥=t eU t u RCt)0(RU -)()(0C +-≥==t e R t u t i RC tR变化曲线如图所示，其中时间常数τ可通过以下方法求得：①按照时间常数的定义，τ即为右图中线段AB 。

②如图，在 [t0,uC(t0)]点作uC(t0)的切线，得到次切距CD ，线段CD 即为τ。

3. 一阶RC 电路的零状态响应（充电过程） 如上图，当开关断开时，电路中有：)0()(S +-≥-=t eU U t u RCt S C)0()(-)(C R +-≥==t eU t u U t u RCt S S)0(RU )()(S C +-≥==t e R t u t i RC tR变化曲线如图,计算τ的方法与零输入响应相同。

4.方波响应当方波信号激励加到RC 两端时，只要方波的半周期远大于电路的时间常数，就可以认为方波的上升沿或下降沿到来时，前一边沿所引起的过渡过程已经结束。