实验13 RLC串联电路暂态过程的观测研究 A4

实验13 RLC串联电路暂态过程的观测研究 A4

山东大学实验报告 2009年 12 月 1 日

姓名 学院 班级 科目 电磁学实验 题目 RLC 串联电路暂态过程的观测研究 专业 组别 411

实验13 RLC串联电路暂态过程的观测研究 A4

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共 3 页 大学物理实验报告·韩进

实验十三 RLC 串联电路暂态过程的观测研究

【实验目的】

了解RC 串联电路的暂态过程,加深对电容特性的认识,通过时间常数计算电容值。 【实验仪器】

电容、电阻箱、电源等。 【实验原理】

RC 、RL 、RLC 电路在接通和断开电流电源的瞬间,电路从一种稳定状态转变到另一种稳定状态的过程,称为暂态过程。本实验研究暂态过程中的电压与电流的变化规律。 1.RC 电路的暂态过程

图1是一个RC 串联电路,当开关K 合向“1”时,电源E 通过电阻R 对电容C 充电。在电容C 充电后,把开关K 从“1”扳向“2”,电容C 将通过电阻R 放电。这两个过程都是RC 电路的暂态过程。 根据图1,可以列出电容器充放电过程的电路方程:

充电时:+=C iR U E ;放电时:0+=C iR U 。 (1)

电容器上的电压与积累在电容器极板上的电荷Q 之间的关系为1d ==⎰C Q U i t C C

由上式可得到充放电电流为d d =C U i C t

;……………………………………

(2)

带回电路方程(1)得: 充电时:

d 1d +=

C C U E U t

RC

RC

;放电时:

d 10d +

=C C U U t

R C

。…………

(3)

由初始条件0=t ,充电时:00=C U ;放电时:0=C U E 。 得(3)式的解为: 充电时:(1e

)-=-t RC

C U E ;放电时:e

-

=t RC

C U E 。 (4)

E

C

图1

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