e.R1=40
12.0V8.0V4.0V0V0sV(C1:2) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms6.0ms7.0ms8.0ms图5-11
f.R1=200
10V5V0V0sV(C1:2) Time1.0ms2.0ms3.0ms4.0ms5.0ms6.0ms7.0ms8.0ms
图5-12
根据公式R＝2L/C，L=0.8m,C=2u，得R＝40，可知R1=40?是临界非振荡充电过程的条件。当R=-0.5（负电组）时，可看到Uc逐渐变大，与电阻为正值时情况相反；
R<40时，每一个方波的整周期内，Uc处于振荡状态；R>40时，电路处于过阻尼状态。
五、思考与讨论
1、R、L、C串联电路的暂态过程为什么会出现三种不同的工作状态?试从能量转换的角度
对其作出解释。
答：RLC串联电路的暂态过程中，电感和电容之间存在能量转换，在能量传递过程中，由
于电阻会消耗能量，所以随着R的大小的不同，电路会出现不同的工作状态：
当R较小（
R?2LC）时，电路处于振荡状态，电感和电容通过电流来实现能量交换，由于电阻总是消耗能量（此时消耗能量较小），使整个系统的能量不断减少，从
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而使电容电压的振幅值衰减；当
R?2LC时，电路处于非振荡状态，由于电阻较大，消耗的能量太多，从而阻碍了电容和电感之间能量的传递，也导致了震荡过程的消失，故称之为“过阻尼”；当
相传递的过程，也即是介于震荡与过阻尼的状态之间的交界状态。 2、实验分析
(1)在RLC串联电路中,因R取值不同,电路的零输入响应出现欠阻尼,临界阻尼,和过阻尼
三种情况。选做实验中不同R值对应的不同的暂态过程，也反映了不同的能量转换过程。
(2)在选做实验中，计算的R1=40 时为临界阻尼状态，R〈40时是欠阻尼，R〉40时是过
阻尼，故会出现不同波形差异。
(3)通过本次实验，使我对二阶电路零输入响应和零状态响应有了进一步的了解，对出现
的各不同波形的原因理解更深。
R?2LC时，电路处于临界状态，电容和电感的能量没有互实验六 频率特性和谐振的仿真
一、实验目的
1、学习使用Pspice软件仿真分析电路的频率特性。 2、掌握用Pspice软件进行电路的谐振研究。 3、了解耦合谐振的特点。
二、实验原理
1、在正弦稳态电路中，可以用相量法对电路进行分析。电路元件的作用是用复阻抗Z
表示的，复阻抗Z不仅与元件参数有关，还与电源的频率有关。因此，电路的输出（电压、电流）不仅与电源的大小（有效值或振幅）有关，还与电源的频率有关，输出（电压、电流）傅氏变换与输入（电压源、电流源）傅氏变换之比称为电路的频率特性。
2、在正弦稳态电路中，对于含有电感L和电容C的无源一端口网络，若端口电压和端
口电流同相位，则称该一端口网络为谐振网络。谐振既可以通过调节电源的频率产生，也可以通过调节电容元件或电感元件的参数产生。电路处于谐振时，局部会得到高于电源电压（或电流）数倍的局部电压（或电流）。 3、进行频率特性和谐振电路的仿真时，采用“交流扫描分析”，在Probe 中观测波形，
测量所需数值。还可以改变电路或元件参数，通过计算机辅助分析，设计出满足性能要求的电路。
4、对滤波器输入正弦波，令其频率从零逐渐增大，则输出的幅度也将不断变化。把输
出降为其最大值的所对应的频率称为截止频率，用ωc表示。输出大于最大值的的频率范围就称作滤波器的通频带（简称通带），也就是滤波器能保留的信号的频率范围。
5、对滤波电路的分析可以用Pspice软件采用“交流扫描分析”，并在Probe中观测波
形、测量滤波器的通频带、调节电路参数，以使滤波器满足设计要求。
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三、示例实验
１、双T型网络如图６－１所示。分析该网络的频率特性。
R12kR22kV1Vac0VdcV1C10.1uC20.1uR31kC30.2u0图6-1
分析网络的频率特性，须在AC Sweep的分析类型下进行。编辑电路，输入端为１V的正弦电压源，从输出端获取电压波形，如图6-2所示。
1.0V0.5V0V100HzV(R2:2)300Hz1.0KHz Frequency3.0KHz10KHz
图6-2
分析：这是一个带阻滤波器，带阻范围为当幅值降为二分之根号二时的频率范围，
从此图可得低频截止频率近似为182HZ，高频截止频率近似为3393HZ，带阻宽度为3211HZ。
四、选做实验
１、图６-３所示为RLC串联电路，测试其幅频特性，确定其通带宽△f0 若△f小于40KHZ，试采用耦合谐振的方式改进电路，使其通带宽满足设计要求。
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C1253p210Vac0VdcV1L1100uH1R1V12.560图6-3 RLC串联电路
输出幅频特性曲线:
10V5V0V100KHzV(R1:2)300KHz1.0MHz Frequency3.0MHz10MHz
图6-4
分析：当频率为100.559K时，幅值达到最大，幅值降为二分之根号二时的频率范围为通带宽度，由此图可知通带宽度小于40KHz。所以，此电路图不满足要求，须采用耦合谐振的方式改进电路。
2、改进电路如图６-5所示，其耦合电感参数设置如下L1=L2=100uH,耦合系数COUPLE=0.022。观察其谐振频率和通带宽是否满足设计要求。
C110Vac0VdcV1253pIITX1R212.56C2R112.56253p00图6-5
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输出幅频特性曲线：
12V8V4V0V100KHzV(R2:2)300KHz1.0MHz Frequency3.0MHz10MHz
图6-6
五、思考与讨论
1、同一电阻、电感、电容原件做串联和并联时，电路的性质相同吗？为什么？
答：同一电阻、电感、电容原件做串联和并联时，电路的性质不同。因为当串联电路呈感
性时，并联电路可能呈容性；串联电路呈容性时，并联电路可能呈感性。当串联电路发生串联谐振时，电容和电感相当于短路，而此时对于并联电路来说可能发生并联谐振，并联支路相当于开路。
2、频率对电路的性质有影响吗？为什么？
答：频率对电路的性质有影响。频率不同时，容抗和感抗都会随之而改变，从而可能使原
来呈感性的电路转而呈容性，也可能使原来呈容性的电路变为感性。当发生谐振时，还会使电路呈阻性。 3、实验分析
在选做实验中,RLC串联电路的通带宽小于40 KHZ,故要改进该电路,得到磁耦合谐振电路.仿真得到的结果符合设计要求。
实验七 三相电路的研究
一、实验目的
通过基本的星形三相交流电的供电系统实验，着重研究三相四线制和三相三线制，并对某一相开路、短路或者负载不平衡进行研究，从而熟悉星形三相交流电的特性。
二、原理与说明
1、利用三个频率50Hz、有效值220V、相位各相差120度的正弦信号源代替三相交流电。 2、星形三相三线制负载不同时的电压波形变化及相应的理论。
3、星形三相四线制：三相交流源的公共端N与三相负载的公共端相连。
4、当三相电路出现若干的故障时，对应电压和电流会发生什么现象去验证理论。
三、示例实验
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