RLC电路暂态特性研究.pdf

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RLC电路暂态特性研究实验原理RLC电路的暂态过程就是当电源接通或断开的瞬间(通常只有几个毫秒 甚至几个微秒),电路中的电流或电压非稳定的变化过程,即形成电 路充电或放电的瞬间变化过程。
1.RC串联电路 当电键合向“1”时,电源E通过R对电容C充 电,直到电容两端电压等于E;在电容充电后, 把电键合向“2”,电容C将通过R放电。 充电时U+iR=E du 1 +-U du C-C dU 1 放电时U+iR=0 C+-U=0 初始条件:充电时t=0,U=0; T=RC 放电时t=0,U=E。 由此得方程(1)的解为 充电过程Uc=E(1-e) U。=Ee 放电过程U=Eer ee Uo、Ua均按指数规律变化。 c E E 大 τ小 R E 小 大 大 小 (b) 图 2RC电路的充放电曲线 充电时电容器上电压U是按指数逐渐上升, U按指数逐渐减小。而放电时U则按指数逐 渐减小,Ua反向,按指数逐渐减小 时间常数 z=RC,单位为秒。它反映了电压按指数函数 变化的快慢,即电路屮暂态过程的快慢 半衰期T1 当放电时U从E减少到v 相应的时间 1=℃ln2 T 2.RLC串联电路 2 R C K与1接通时,电源E对电容器C允电,允到 电容两端电压U等于E时,将K与2接通,则 电容器在闭合的RLC回路放电 只讨论放电过程,电容两端电压UC UC+UL+UR=O d i UAtl-tir=o LC dg du at? TAo ducrucso 此方程的解可分为以下三种情况: 1)欠阻尼状态R2<4 4C Ee cos(at -o 4L-RC b 此电路的各物理量均呈现振荡特性.U。的 振幅按指数衰减,它随时间的变化如图所 示,欠阻尼振荡状态。C为振荡角频率 时间常数 2L R 实际上不但电容和电感本身都有电阻, 而且回路中也存在回路电阻,这些电阻是 会对电路产生影响的.电阻R的作用是加 上阻尼项,使振荡幅度呈指数衰减,哀减 的快慢由时间常数决定

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