3.2 37.23 3.67 37.74 4.3 37.74 4.77 37.79 5.3 38.59 结论
220 218.4 167.8 112.6 0.199 L0.87 220 219.2 167.4 112.3 0.187 L0.94 220 218.4 165.6 113.5 0.182 L0.96 220 219.1 167.5 111.9 0.185 L0.94 220 219.9 170.2 111.8 0.192 L0.91 在日光灯电路中，在一定范围内，电容值越大，视在功率越少，有电源电压且电路的有功功率一定时，随电路的功率因素提高，它占用电源的容量S就降低，负载电流明显降低。
实验报告三 虚拟一阶RC电路 一、实验原理:
1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。
2.图3-1（b）所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 时间常数τ的测定方法
用示波器测量零输入响应的波形如图3-1(a)所示。
根据一阶微分方程的求解得知uc＝Ume-t/RC＝Ume-t/τ。当t＝τ时，Uc(τ)＝0.368Um。此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632 Um所对应的时间测得，如图3-1(c)所示。
(a) 零输入响应 (b) RC一阶电路
(c) 零状态响应
图 3-1
4. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电
T路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足τ＝RC<<2时（T为方
波脉冲的重复周期），且由R两端的电压作为响应输出，这就是一个微分电路。因为此时
电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。如图3-2(a)所
示。利用微分电路可以将方波转变成尖脉冲。
(a) 微分电路 (b)
积分电路
图3-2
若将图3-2(a)中的R与C位置调换一下，如图3-2(b)所示，由 C两
T端的电压作为响应输出。当电路的参数满足τ＝RC>>2条件时，即称
TCRRR <
从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。
实验线路板采用HE-14实验挂箱的“一阶、二阶动态电路”，如图3-3所示，请认清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等等。 二、实验内容
1. 从电路板上选R＝10KΩ，C＝6800pF组成如图3-2(b)所示的
RC充放电电路。ui为脉冲信号发生器输出的Um＝3V、f＝1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源ui和响应uc的信号分别连至虚拟示波器接口箱的两个输入口CH1和CH2。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，请测算出时间常数τ，并用方格纸按1:1 的比例描绘波形。
少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。
2. 令R＝10KΩ，C＝0.01μF，观察并描绘响应的波形。继续增大C 之值，定性地观察对响应的影响。
3. 令C＝0.01μF，R＝100Ω，组成如图3-2(a)所示的微分电路。在同样的方波激励信号（Um＝3V，f＝1KHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。
0.01u1000p30K10K10K100
1000p0.01u10mH4.7mH6800p0.1u
图3-3 动态电路、选频电路实验板
10K0.1u 1M1K
三、实验结论
输入为频率为50Hz的方波，经过微分电路后，输出为变化很陡峭的曲线。当第一个方波电压加在微分电路的两端（输入端）时，电容C上的电压开始因充电而增加。而流过电容C的电流则随着充电电压的上升而下降。电流经过微分电路（R、C）的规律可用下面的公式来表达
i = (V/R)e-(t/CR) i-充电电流（A）； v-输入信号电压（V）； R-电路电阻值（欧姆）； C-电路电容值（F）； e-自然对数常数（2.71828）； t-信号电压作用时间（秒）； CR-R、C常数（R*C）
由此我们可以看出输出部分即电阻上的电压为i*R，结合上面的计算，我们可以得出输出电压曲线计算公式为：iR = V[e-(t/CR)] 积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。 输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。 原理：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Oo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,
电工电子综合实践报告
