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1、选二十五 RC电路的稳态过程一、 目的要求本实验观察RC电路对正弦出入的频率的响应，研究和测量电路的相移及加深对示波器的应用。二、 实验仪器双踪示波器、低频信号发生器、电阻箱、电容器。三、 参考书目1 大学物理实验复旦大学出版社贾玉润、王公治、凌佩珍主编。2 电路西安交通大学邱关源主编。四、 基本原理当正弦交流电压u（=y0costt）输入RC串联电路时，电容两端的输出电压u0的幅度及相位将随出入电压u的频率或电阻R的变化而变化。1 RC电路（如图1（a）所示）。如图1（b）所示，一点流失量为参考矢量，作uR、uC及u的矢量图。uC与u之间的相位差满足下式：tg=CR; (1)uC/u=cos
2、式中（=）为输入信号源的角频率，相位差即为电路的相移，RC为电路的时间常数。URUCCR信号源 URUCU(a) （b） 图12 用李萨如图形法测电路的相移将uC及u分别输入示波器的x、y轴，得李萨如图型（图2示），其解析式为：x=x0cos(t-) (2)y=y0cost式中x0、y0分别为正弦信号uc与u的振幅。BA图2由式（2），当x=0时，t-=，即t=+。由此值得李萨如图形在y轴的两交点之间的距离： 由式（2）知，当cost=1时，可得到李萨如图形在y轴上的最大投影值： A=2y0将上两式比较的得： sin=B/A （3）所以，通过测量李萨如图线的A/B值，即可算得电路的相移。3 用
3、双踪示波器测电路的相移将uC及u分别输入示波器的y1及y2使波形稳定并调节y1、y2移位使uC及u的波形均移到上下对称于00轴处 BA00 图3五、 实验内容1观察RC电路对正弦输入电压u的频率响应。用示波器分别测量u及uC的大小。改变输入电压u的频率f，观察并记录uC的变化趋势。测量uC=（1/2）u时的信号频率f，由式（1）计算此电路的相移并于理论值比较。 2用李萨如图形测量电路的相移。改变输入信号频率f（或电阻R）从一系列李萨如图形测得各响应的A、B值（为减小测量误差，可选择B变化的范围约为0.40.6A）。由式（3）计算各相应的电路相移值。利用式（1）中tgf（或tgR）的关系，以最小二乘法算得RC（或f）值，并于理论值比较。3用双踪示波器测量电路的相移。用双踪示波器重复实验内容2。六、思考题1当信号源内阻不能忽略时，式（1）该如何修正？2改变f与R使tg保持恒定，请观察f在几千赫兹、f较低（几十赫兹）及f较高（几百千赫兹）情况下的李萨如图形。
RC电路的稳态过程
