摘 要:利用Multisim觀察RC暫態(tài)過程一個周期內(nèi)電壓的變化,同時測量時間常數(shù),測量結(jié)果與理論值相符。進一步分析和討論時間常數(shù),,三種不同情況下RC暫態(tài)過程的波形圖,并給出形成原因。利用軟件與物理模擬實驗相結(jié)合的方法,在物理實驗教學(xué)中具有重要的意義。
關(guān)鍵詞:RC暫態(tài)電路 Multisim 時間常數(shù)
中圖分類號:TM133 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(c)-0142-02
RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的研究是通過測量電路的時間常數(shù)值來研究電路衰減的快慢[1],時間常數(shù)的物理意義是振蕩電路的振幅衰減到起始振幅的時所經(jīng)過的時間。準(zhǔn)確的認(rèn)識R和C兩端電壓和電流隨時間的變化規(guī)律,對暫態(tài)過程的理解和掌握有重要的意義。本文用Multisim仿真軟件[2-4]進行RC電路暫態(tài)工作過程中波形仿真分析,以虛擬儀器中的函數(shù)信號發(fā)生器做實驗中的信號源來產(chǎn)生所需的方波信號,進而模擬電源的接通或斷開。最終在軟件窗口以示波器形式顯示輸入信號、輸出信號波形,方便實驗者直觀描述電路的暫態(tài)過程。
1 RC暫態(tài)過程特性研究
2 時間常數(shù)的測量
3 時間常數(shù)對RC暫態(tài)特性的影響
下面我們分析時間常數(shù)變化時,對暫態(tài)過程分析顯示出的不同波形。若,分析結(jié)果如圖2所示。即充電曲線和方波曲線基本重合,這是因為值太小,在很短的時間內(nèi)就迅速達到最大值,所以會出現(xiàn)重合的現(xiàn)象。
4 結(jié)語
本文利用Multisim對RC暫態(tài)過程進行分析,首先可以通過軟件的仿真波形看一個周期內(nèi)電壓的變化。利用軟件的特點還可以對不同參數(shù)的電路進行時間常數(shù)的求解,與理論值比較,結(jié)果非常準(zhǔn)確。為了更清楚的了解時間常數(shù)對波形的影響,我們利用軟件的瞬態(tài)分析功能給出,,三種不同情況下RC暫態(tài)過程的波形圖。從圖中可以看到不同的波形,進一步分析討論,我們又解釋了其內(nèi)在的原因。這種將軟件與物理模擬實驗相結(jié)合的方法,不僅擴展了物理實驗教學(xué)方法,又使學(xué)生對于相關(guān)的實驗理解更加深刻,在實際的物理實驗教學(xué)中具有重要的意義。
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