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(完成)二阶电路响应的三种(欠阻尼、过阻尼及临界阻尼)状态轨迹及其特点.doc

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完成 电路 响应 阻尼 临界阻尼 状态 轨迹 及其 特点
资源描述:
实验二二阶电路响应的三种(欠阻尼、过阻尼及临界阻尼)状态轨迹及其特点一、实验目的1、熟练掌握二阶电路微分方程的列写及求解过程;2、掌握RLC二阶电路零输入响应及电路的过阻尼、临界阻尼和欠阻尼状态;3、学会利用MULTISIM仿真软件熟练分析电路,尤其是电路中各电压电流的变化波形。二、实验原理用二阶线性常微分方程描述的电路称为二阶电路,二阶电路中至少含有两个储能元件。二阶电路微分方程式一个含有二次微分的方程,由二阶微分方程描述的电路称为二阶电路。分析二阶电路的方法仍然是建立二阶微分方程,并利用初始条件求解得到电路的响应。二阶方程一般都为齐次方程。齐次方程的通解一般分为三种情况:(RLC串联时)1、 为两个不等的实根(称过阻尼状态) 此时,,二阶电路为过阻尼状态。2、 为相等实根(称临界状态) 此时,,二阶电路为临界状态。3、 为共轭复根(称欠阻尼状态) 此时,二阶电路为欠阻尼状态。这三个状态在二阶电路中式一个重要的数据,它决定了电路中电流电压关系以及电流电压波形。三、实验内容电路中开关S闭合已久。t=0时将S打开,并测量。1、欠阻尼状态(R=10Ω,C=10mF,L=50mH)如图所示,为欠阻尼状态时的二阶电路图。波形图展示了欠阻尼状态下的和波形(橙色线条为电容电压衰减波形,红色线条为电感电压衰减波形)。2、临界阻尼(R=10Ω,C=10mF,L=0.25mH) 如图所示,为临界状态的二阶电路图。图展示了临界状态下的的波形。波形图展示了临界状态下的和波形。3、过阻尼状态(R=10Ω,C=1mF,L=1mH) 如图所示,为过阻尼状态下的二阶电路图。波形图展示了临界状态下的和波形图。四、实验分析 由原理公式以及仿真结果,我们可以验证得出1)当二阶电路为欠阻尼状态时,其特征方程特征根为一对复根,且为共轭复根。2)当二阶电路为过阻尼状态时,其特征方程特征根为两个不等的实根。3)当二阶电路为临界阻尼状态时,其特征方程特征根为相等实根五、实验报告1、总结、分析实验方法与结果在实验过程中,实验需要进行多次电路的转换。实验时需要小心谨慎,以防止出错。在实验结果中,大部分与理论相符合,但仍存在些微误差(省略定量分析)。 2、心得体会及其他通过本次实验的学习,我熟悉了二阶电路微分方程的列写及求解过程,熟悉了RLC二阶电路零输入响应及电路的过阻尼、临界阻尼和欠阻尼状态,更熟练地利用仿真仪器分析电路,这将对以后的仿真实验有重要的基础作用。
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