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        電工實驗臺二階動態電路響應的研究說明

        一、電工實驗臺,電工實驗設備,電工實驗裝置實驗目的
        1. 測試二階動態電路的零狀態響應和零輸入響應, 了解電路元件參數對響應的影響。
        2. 觀察、分析二階電路響應的三種狀態軌跡及其特點, 以加深對二階電路響應的認識與理解。
        二、電工實驗臺原理說明
        一個二階電路在方波正、負階躍信號的激勵下,可獲得零狀態與零輸入響應,其響應的變化軌跡決定于電路的固有頻率。當調節電路的元件參數值,使電路的固有頻率分別為負實數、共軛復數及虛數時,可獲得單調地衰減、衰減振蕩和等幅振蕩的響應。在實驗中可獲得過阻尼,欠阻尼和臨界阻尼這三種響應圖形。
        簡單而典型的二階電路是一個RLC串聯電路和GCL并聯電路,這二者之間存在著對偶關系。本實驗僅對GCL并聯電路進行研究。
        三、電工實驗臺,電工實驗設備,電工實驗裝置實驗設備
        序號 名   稱 型號與規格 數量 備注
        1 函數信號發生器   1 實驗臺上
        2 雙蹤示波器   1 自備
        3 動態實驗電路板   1 MYDG03
         四、電工實驗臺,電工實驗設備,電工實驗裝置實驗內容
        動態電路實驗板與實驗十二相同,如圖12-3所示。利用動態電路板中的元件與開關的配合作用,組成如圖13-1所示的GCL并聯電路。
        令R1=10KΩ,L=4.7mH,C=1000PF,R2為10KΩ可調電阻。令脈沖信號發生器的輸出為Um=1.5V,f=1KHz的方波脈沖,通過同軸電纜接至圖中的激勵端,同時用同軸電纜將激勵端和響應輸出接至雙蹤示波器的YA和YB
        兩個輸入口。
        圖 13-1
        1. 調節可變電阻器R2之值, 觀察二階電路的零輸入響應和零狀態響應由過阻尼過渡到臨界阻尼,最后過渡到欠阻尼的變化過渡過程,分別定性地描繪、記錄響應的典型變化波形。
        2. 調節R2使示波器熒光屏上呈現穩定的欠阻尼響應波形, 定量測定此時電路的衰減常數α和振蕩頻率ωd。
        3. 改變一組電路參數,如增、減L或C之值,重復步驟2的測量,并作記錄。隨后仔細觀察,改變電路參數時,ωd與α的變化趨勢,并作記錄!
        電路參數
        實驗次數
        元  作  參  數 測量值
        R1 R2 L C α ω
        1 10KΩ 調








        4.7mH 1000PF    
        2 10KΩ 4.7mH 0.01μF    
        3 30KΩ 4.7mH 0.01μF    
        4 10KΩ 10mH 0.01μF    
                 
        五、實驗注意事項
        1. 調節R2時,要細心、緩慢,臨界阻尼要找準。
        2. 觀察雙蹤時,顯示要穩定,如不同步, 則可采用外同步法觸發(看示波器說明)。
        六、預習思考題
        1. 根據二階電路實驗電路元件的參數, 計算出處于臨界阻尼狀態的R2之值。
        2. 在示波器熒光屏上, 如何測得二階電路零輸入響應欠阻尼狀態的衰減常數α和振蕩頻率ωd?
        七、實驗報告
        1. 根據觀測結果,在方格紙上描繪二階電路過阻尼、 臨界阻尼和欠尼的響應波形。
        2. 測算欠阻尼振蕩曲線上的α與ωd。
        3. 歸納、總結電路元件參數的改變對響應變化趨勢的影響。
        4. 心得體會及其他。

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