实验五 RC电路的响应 一、实验目的： 1、观察一阶RC电路的响应曲线和时间常数τ。 2、观察RC电路构成的微分电路和积分电路对方波信号的响应。 二、实验器材： 1、示波器1台 2、低频信号发生器 3、直流稳压源 4、其它实验用的器材 三、实验原理： 1、RC电路的响应曲线： 根据“三要素法”，只要确定初始值、稳态值、时间常数三个量，即可写出RC电路响应的函数式如下：  第一项为零输入响应，即放电，波形如b 第二项为零状态响应，即充电，波形如a 2、微分电路的响应： 微分电路即输出RC电路中电阻R两端的电压波形。因为在RC电路中，C两端的电压uc是不允许突变的，但电流i是允许突变的，即也可突变。因此 微分电路取uR为输出，突出输入波形的变化部分，如图c2所示，且此时RC电路的充放电时间常数τ<<Tui（即充放电很快完成） 3、积分电路的响应： 积分电路即输出RC电路中电容C两端的电压波形。因为在RC电路中，C两端的电压uc是不允许突变的。如图c3所示，且此时τ>>Tui（即充放电较慢） 四、实验步骤： （一）、观察RC充放电波形及与τ的关系： 1、按图1连接电路；其中R=10K，C=100μF， 直流稳压源US输出调至US=8V。 2、将示波器X轴时标旋钮调至0.2s/DIV， 看到示波器上的光点扫描；将输入耦合开关置于 “DC”；将AB接入Y1或Y2通道，Y轴灵敏度 旋钮调至2V/DIV。 3、接通开关“1”，可观察到电源向C的充电波形；稳定后，再将开关打至“2”，即可观察到C的放电过程； 4、将所观察到的充、放电两个波形描入图中。此时时间常数τ=1S 5、改变参数R=5K，C=100μF（不变），直流稳压源US仍为US=8V。 6、再重复第3、4步骤，也将所观察到的充放电波形描下来。此时的时间常数为τ=0.5S。 （二）、观察微分电路波形： 1、如图联接电路，取R=5.1K，C=0.01μ； 2、先用示波器观察方波发生器的输出波形，使输出 方波的幅值大小适当、频率为?=100Hｚ； 3、将电阻两端电压uR接入示波器的Y1或Y2通道， 调节示波器的Ｘ轴时标及Ｙ轴灵敏度即可观察到微分波形，将其描入图中。 4、将R改为10K，C改为100μF，再观察波形，此时是否仍能得到微分波形？ （三）、观察积分电路波形： 1、仍按上图联接电路，取R=10K或5.1K，C=0.1μF； 2、保持方波发生器的输出波形不变； 3、将电容两端电压uＣ接入示波器的Y1或Y2通道， 调节示波器的Ｘ轴时标及Ｙ轴灵敏度即可观察到积分波形，将其描入图中。 4、将R改为2K，C改为100μF，再观察波形，此时是否仍能得到积分波形？ 五、实验报告： 按上述步骤做好实验报告。 六、思考题： 从上述实验中，你能否得出时间常数与放电快慢之间的关系？ 输入方波波形的周期Ti与时间常数τ应满怎样的关系才能得到微分波形？积分波形呢？