电力工程学院实验报告格式.docx

电力工程学院实验报告格式.docx

《电力工程学院实验报告格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力工程学院实验报告格式.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电力工程学院实验报告格式

南京工程学院

电力工程学院

2010/2011学年第2学期

实验报告

课程名称电路实验（Ⅱ）

实验名称RLC串联电路的零输入响应和

阶跃响应

班级名称继保092

学生姓名

学号206090410

同组学生姓名

实验时间2011.05.09

实验地点工程实践中心9-229

实验报告成绩：

评阅教师签字：

年月日

电力工程学院二〇〇七年制

一、实验目的

1．当R变化时，分别观察：

过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅振荡时的

UC的零输入响应波形和阶跃响应波形。

2．通过仿真，分析RLC二阶串联电路参数对响应波形的影响。

3．通过仿真，熟悉Multisim9的具体操作，学会创建，编辑电路。

二、原理简述

能用二阶微分方程描述的电路称为二阶电路，它在电路结构上含有两个独立的动态电路元件。

在二阶电路中，给定的初始条件应有两个，它们由储能元件的初始值决定。

RLC串联电路的零输入响应，它可用下述线性二阶常微分方程描述：

与电路结构参数相关的两个特征根为：

A1,A2由初始条件：

所决定。

（1）当

，则

为两个不相等的实根，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡放电过程。

（2）当

，则

为两个相等的负实根，电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡放电过程。

（3）如果

，则

为两个不相等的共轭根，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡放电过程。

三、实验接线图

如图1.1所示，当R变化时，分别观察：

过阻尼、临界阻尼、欠阻尼衰减振荡、等幅振荡是的uc的零输入响应波形和阶跃响应波形。

图1.1RLC串联电路的零输入响应和阶跃响应

（注：

接线图中，开关从上到下是零输入相应，开关从下到上是阶跃响应）

（a）临界阻尼，R=2kΩ时。

开关由上拨到下时，如图1.2（a）所示;开关由下拨到上时，如图1.2（b）所示。

图1.2（a）零输入响应电路

图1.2（b）阶跃响应电路

（b）R=5kΩ时，零输入响应过阻尼电路。

开关由上拨到下时，如图1.3（a）所示;开关由下拨到上时，如图1.3（b）所示。

图1.3（a）过阻尼零输入响应电路

图1.3（a）过阻尼阶跃响应响应电路

（c）欠阻尼，R=10Ω时。

开关由上拨到下时，如图1.4（a）所示;开关由下拨到上时，如图1.4（b）所示。

图1.4（a）欠阻尼零输入响应电路

图1.4（b）欠阻尼阶跃响应电路

（d）等幅振荡,R=0Ω时。

开关由上拨到下时，如图1.5（a）所示;开关由下拨到上时，如图1.5（b）所示。

图1.5（a）等幅零输入响应电路

图1.5（b）等幅阶跃响应电路

四、仿真结果

1．零输入响应临界阻尼电路，R=2kΩ时。

开关从上拨到下时，示波器上显示的零输入响应临界阻尼波形如图1.6所示。

图1.6零输入响应临界阻尼波形

开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应临界阻尼波形如图1.7所示。

图1.7阶跃响应临界阻尼波形

2．零输入响应过阻尼电路，R=5kΩ时，开关从上拨到下时，示波器上显示的零输入响应过阻尼波形如图1.8所示。

图1.8零输入响应过阻尼波形

开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应过阻尼波形如图1.9所示。

图1.9阶跃响应过阻尼波形

3．欠阻尼，R=10Ω时，开关从上拨到下时。

示波器上显示的零输入响应欠阻尼波形如

图1.10所示。

图1.10零输入响应欠阻尼波形

开关下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应欠阻尼波形如图1.11所示。

图1.11阶跃响应欠阻尼波形

4．等幅振荡，R=0Ω，时开关从上拨到下时，示波器上显示零输入响应等幅波形如图1.12所示。

图1.12零输入响应等幅波形

开关从下拨到上时，示波器上显示的阶跃响应等幅波形如图1.13所示。

图1.13阶跃响应等幅波形

五、结论

本次上机实验利用Multisim软件对RLC串联电路的响应进行了仿真，得出了二阶系统的响应随阻尼比不同而变化的情况，揭示了阻尼比系数和响应曲线之间的关系。

只要适当调整R,L,C的参量数值，并对虚拟实验仪器进行合理设置，便可得到理想的RLC串联电路的阻尼振荡曲线，从而形象、准确地反应RLC电路中阻尼振荡的全过程，进而体现了二阶系统的动态性能。

电阻R很小的时候，L,C之间能量的交换占主导作用，电阻消耗的能量较小，在整个过程中，波形将呈现衰减振荡的状态，将周期性地改变方向，储能元件也将周期性地交换能量，所以当

时，电路过渡过程的性质为欠阻尼的振荡放电过程。

当电阻R很大时能量来不及交换就再在电阻中消耗掉了，电路只发生单纯的积累或释放能量的过程，所以当

时，电路过渡过程的性质为过阻尼的非振荡放电过程。

零输入响应中，电容在整个过程中一直释放储存的电能，电流始终不改变方向，当t=0时，i=0,当t→∞时，i=0，所以在放电过程中电流必然要经历从小到大再趋于零的变化，电流达到最大值的时候之前，电感吸收能量，建立磁场，之后电感释放能量，磁场逐渐衰减，趋向消失。

当

时，电路过渡过程的性质为临界阻尼的非振荡放电过程，在电磁振荡中，临界阻尼与欠阻尼和过阻尼相比，系统从运动趋于平衡所需的时间最短。

当R=0时，电路为等幅振荡，电路中电压或电流的振荡副度保持不变，振荡过程中不消耗能量。

六、实验心得

Multisim9是一款电子线路仿真软件，不但可以简单方便的调用各类电子元件以及仪表，并且还能经行仿真设计和虚拟实验。

我觉得这款软件简单且容易上手、方便快捷，应该在大多数的电路设计工作上面起到了很大的作用。

在一些已经学过的知识点上，通过这样的仿真实验，能对他们产生更直观的记忆。

不过我始终觉得只有亲手通过仪器做出来的实验结果更实在一些，电脑仿真的实验结果大概只能做一些导向性和验证性的作用吧。