正弦稳态交流电路仿真实验

暨南大学本科实验报告专用纸课程名称电路分析CAI成绩评定实验项目名称RC一节动态电路的响应指导教师张润敏实验项目编号0806109704实验项目类型验证型实验地点计算机中心C305学生姓名康龙学号2012052378学院电气信息学院系专业物联网实验时间2013年5月12日上午～5月12日上午温度25℃一、实验目的1.测试一阶RC动态电路的零输入响应、零状态响应及全响应。2.测试分析二阶动态电路时间常数的测量方法。二、实验环境1.联想微机，windowsXP，Microsoftoffice，2.电路仿真设计工具Multisim10三、实验原理1.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IL（0）和电容电压Uc（0）称为电路的初始状态。2.在零初始状态时仅由在t0时刻仅由外加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。3.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称为，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。4.当一个非零初始状态的一阶电路受到激励时，电路产生的响应称为全响应。四、实验内容与步骤在Multisim10中搭建RC充、放电仿真实验电路，如图（1）所示。（1）RC充电（零状态响应）打开存盘的RC充、放电仿真实验电路，打击开关J1的控制键A，选择RC工作在充电状态，打击“Simulate/Analayses/TransientAnalusis...”按钮，将弹出的参数选项设定如图（2）。单击“单击Simulate”按钮，即可得到零状态响应曲线，如图（3）。暨南大学本科实验报告专用纸(附页)（2）RC放电（零输入响应）打开存盘的RC充、放电仿真实验电路，打击开关J1的控制键A，选择RC工作在放电状态并将电容初始电压设定为10V，单击“Simulate/Analayses/TransientAnalusis...”按钮，将参数设置为：初始条件—Userdefined，Starttime—0，Endtime—0.1Sec在Output选项设定输出节点为V[2]。单击“单击Simulate”按钮，即可得到零状态响应曲线。（3）一阶RC电路的全响应在Multisim10中搭建一阶RC全响应实验电路如图（5）所示。双击电路中的信号发生器图标，在弹出的参数匡中如下设定：选择方波信号并设定其频率为25HZ、占空间比为50%、幅值为10V如图（6）所示。打开仿真开关即可得到如图（7）所示的方波信号和电容电压全响应波形。(4)保持电源和R参数不变，改变C参数，使其分别为C＝2.4μF和C＝100nF参照实验以上内容仿真测试方法，对参数改变后的电路进行相同仿真测试。(5)将三次测试结果整理记录，计算并对照不同参数电路的时间常数，总结分析比较电路电路参数变化后对电路特性影响规律。暨南大学本科实验报告专用纸(附页)暨南大学本科实验报告专用纸(附页)(五)实验结果分析1.误差分析：实验中测出的电容电压曲线并不精准，如开始值和最大值就和理论值有偏差，原因：a、作图取点少。b、电容不能完全放完电，或充电时不能在短时间内充到和外接电压相等。2.零响应中电容电压按指数形式增长，零状态响应中，电容电压按指数形式减少。3.三个实验的时间常数计算：4.由计算可知，电路电容的C值的增大，电容的时间常数越大，电容电压随着电容C值的增大，电容充电越慢。（六）实验总结（1）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。（2）增加电容C，就增加了电容的充电（放电）过程的时间。若在其它参数不变情况下，增加电容外接R，就会增加电容的充电（放电）过程的时间。（3）误差是不可避免的，即使是用计算机做实验。（4）