学生实验报告

课程名称_________  软件过程与管理                     实验日期______年___月____日

注：学生做每个实验都必须填写实验报告。实验报告可以是纸质的，也可以是电子形式的。凡电子文本形式的实验报告须在学期末刻录进该学期教学资料光盘并存个人教学档案。

实验指导教师签名 尤姗姗                                          _______年____ 月____ 日

 

第二篇：RLC实验报告(学生)

实验一RLC串联电路特性的研究

   电阻、电容及电感是电路中的基本元件，由RC、RL、RLC构成的串联电路具有不同的特性，包括暂态特性、稳态特性、谐振特性．它们在实际应用中都起着重要的作用。

实验目的

1.通过研究RLC串联电路的暂态过程，加深对电容充、放电规律，电感的电磁感应特性及振荡回路特点的认识。

2.掌握RLC串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。

3．观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼振荡规律。

实验仪器

FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器

实验原理

1.RLC串联电路的稳态特性

如图1所示的是RLC串联电路，电路的总阻抗|Z|、电压U、U_R和i之间有如下关系：

  |Z|=，Φ=arctan[],i=

式中：ω为角频率，可见以上参数均与ω有关，它们与频率的关系称为频响特性，详见图2

阻抗特性   幅频特性   相频特性

               图2 RLC串联电路的阻抗特性、幅频特性和相频特性

   由图可知，在频率f₀处阻抗z值最小，且整个电路呈纯电阻性，而电流i达到最大值，我们称f₀为RLC串联电路的谐振频率（ω₀为谐振角频率）；在f₁-f₀—f₂的频率范围内i值较大，我们称为通频带。

   下面我们推导出f₀(ω₀)和另一个重要的参数品质因数Q。

当时，从公式基本知识可知：

         |Z|=R,Φ=0,i_m=，ω=ω₀=，f=f₀=

   这时的电感上的电压：        U_L=i_m·|Z_L|=_·U

   电容上的电压：              U_C=i_m·|Z_C|=_·U

   U_C或U_L与U的比值称为品质因数Q。可以证明：

                Q====

                         △f=,Q=

2.RLC串联电路的暂态过程

   在电路中，先将K打向“1”，待稳定后再将K打向“2”，这称为RLC 串联电路的放电过程，这时的电路方程为：

                L·C+R·C+=0

   初始条件为t=0，=E，=0，这样方程解一般按R值的大小可分为三种情况：

    （1）R<2时为欠阻尼，U_C=·E··cos()。

         式中：=, ω=。

   （2）R>2时为过阻尼，U_C=·E··sin()。

         式中：=, ω=。

  （3）R=2时为临界阻尼，U_C=(1+)·E·

图3为这三种情况下的U_C变化曲线  如果当R《2，则曲线1的振幅衰减很慢，能量的损耗较小。能够在L与C之间不断交换，可近似为LC电路的自由振荡，这时ω≈=ω₀，ω₀是R=0时LC回路的固有频率。

  对于充电过程，与放电过程类似，只是初始条件和最后平衡位置不同。图3给出了充电时不同阻尼的U_C变化曲线图。

实验内容

FB318型RLC电路实验仪如图5.3-19所示，由自己连接来完成RC,RL,RLC各电路的连接，从而来进行相应电路的稳态和暂态特性的研究， 从而掌握一阶电路、二阶电路的正弦波和阶跃波的响应过程，并理解积分电路、微分电路和整流电路的工作原理。

   对RC,RL,RLC电路的稳态特性的观测采用正弦波。对RLC电路的暂态特性观测可采用直流和方波信号，用方波作为测试信号可用普通示波器才能得到较好的观测。

   FB318型RLC电路试验仪的使用及性能参见附录，示波器的使用请参考实验4.10模拟示波器的使用或实验老师的指导。

1.  RLC串联电路的稳态特性

   自选合适的L值、C值和R值，用示波器的两个通道测信号源电压U和电阻电压U_R、，必须注意两通道的公共线是相通的，接入电路中应该在同一点上，否则会造成短路。

（1）   幅频特性

   保持信号源电压U不变（可取U_p-p=5V），根据所选的L值、C值，估算谐振频率，以选择合适的正弦波频率范围。当U_R的电压为最大时的频率即为谐振频率，记录下不同频率是的U_R大小。

（2）   相频特性

   用示波的双通道观测U的相位差，U_R的相位与电路中电流的相位相同，观测在不同频率下的相位变化，记录下某一频率时的相位差值。

2.  RLC串联电路的暂态特性

（1）   先选择合适的L值、C值，根据选定参数，调节R值大小。观测三种阻尼振荡的波形。如果欠阻尼时振荡的周期数较少，则应重新调整L值、C值。

（2）   用示波测量欠阻尼时的振荡周期T和时间常数值反映了振荡幅度的衰减速度，从最大幅度衰减到0.368倍的最大幅度处的时间即为值。

（3）   根据测量结果作RLC串联电路幅频性和相频特性，并计算电路的Q值。

（4）   根据不同的R值画出RLC串联电路的暂态响应曲线，分析R的大小对充放电的影响。

注意事项

1.  仪器使用前应预热10~15min，并避免周围有强磁场源或磁性物质。

2.  仪器采用开放式设计，使用时要正确接线，不要短路功率信号源，以防损坏。使用完后应关闭电源。

3.  仪器的使用和存放应注意清洁干净，避免腐蚀和阳关暴晒。

数据和结果