基于Matlab的RLC阻尼振荡电路建模与仿真研究

通过建立RLC阻尼振荡电路的系统模型,得到三种不同的阻尼振荡类型及其通解的形式,利用M atlab程序对后两类阻尼振荡电路的时域和频域进行编程描述,对此两者仿真波形,证实了两种方法的有效性,同时指出了第5条临界阻尼非振荡波形失真的原因。     

介绍二例阻尼振荡曲线的演示方法

１　方法一拍摄实验过程,利用录像机的静像功能制作阻尼振荡曲线的录像带。用摄像机摄下阻尼振荡演示实验过程,播放实验录像时,适时按下录像机的暂停（静像）键,即可从电视屏幕上观察到持续的阻尼振荡曲线。在教学实践中发现直接使用录像机的静像功能来观察阻尼振荡曲线,还存在某些不足之处。首先,在课堂上要准确搜寻到有完整振荡曲线的某帧图像,清除画面上的干扰杂波,教师必须花费一定时间仔细调节录像机。再则,观看静像时,录像机内高速旋转的磁鼓持续扫描录像带某一固定部位,严重磨损录像带,导致录像带所记录的信号劣化。第三…     

用电流计演示电磁阻尼振荡

探讨用电流计演示电磁阻尼振荡的实验方法。     

LC电路超低频振荡实验中的假象

在中学里讲授电磁振荡课题对,常用大电感、大电容组成超低频振荡电路,并用示教电流计来演示这电路的阻尼振荡。一般示教电流计指针摆动的固有周期,总在2～3秒以上,因此要用这种电流计来观察电路中的振荡电流,振荡电流的周期至少也得长达2～3秒才行。但人们在设计这个实验时,往往只考虑尽量增大电感,电容的数值,和忽略了LC电路能产生阻尼振荡和用示教电流计能清楚地显示这个振荡的条件,以致在实验中观察到的,仅是一种假象。现在让我们研究一下这个实验成功的条件,并对《高中物理教学参考书》上介绍的两种做法作一个分析。     

RLC电路中阻尼振荡的动态显示

电学中关于阻尼振荡的暂态过程一般都是用普通示波器来观察的,其不足之处是暂态过程在荧光屏上的图形是静止的,并未表达出暂态的变化过程来。如果有条件用慢扫描长余辉示波器(SB—14型)来演示,则就能把暂态过程动态地描绘在荧光屏上,这样就可使暂态过程直观而形象地显示出来。用这一方法,不仅可以演示阻尼振荡的暂态过     

用直流电演示交流电的波形

学习交流电时，教师一般都用示波器来演示交流电的波形．由于交流电的频率较高，荧光屏上亮斑移动得很快，在水平偏转电极上不加扫描电压时，观察到的是一条竖直亮线，而不是亮斑在上下移动，当在水平偏转电极加上扫描电压时，观察到的是稳定的正弦波．为了使学生能更直观地了解交流电的波形及示波器的工作原理，下面介绍一个实验：“用直流电演示交流电的波形”，并用示波器观察其变化规律．     

RLC电路中阻尼振荡的计算机分析

电学中关于阻尼振荡的实验往往都是用Ｇ表的指针摆动的幅度变化来完成的。用示波器观察由于时间短,效果很不理想。利用计算机进行数据计算,形象地分析了ＲＬＣ电路中阻尼振荡的电流随时间的变化关系,效果很好。 实验所用电路如图１,当开关Ｋ从“１”换接“２”时,ＲＬＣ电路中的电流ｉ及电容Ｃ两端的电压Ｕｃ的关系,根据基尔霍夫第二定律,可知满足下列方程： 或ＬＣ＋ＲＣ＋Ｕｃ＝０,（２） 这是二阶线性常系数微分方程,解之得： ＩＴ一一上上一一＿一曲＿！．矿。、矿Ｗ气 Ｕ, ＝＝ －－－－ｅ“ｓｉｎｔｏｔ ＋ ｍ）．（３） 。…     

如何提高电磁振荡实验的演示效果

LC电磁振荡的形成过程是高中物理电磁振荡教学的重点和难点,要使学生较好地了解电磁振荡的过程,就必须做好电磁振荡的演示实验。传统的演示方法是用演示电表来演示。该方法要用到电感量很大的电感线圈,既不易得到又很笨重。此外,电表指针的惯性摆动也容易引起误解。而用示波器来演示该实验就能较直观地显示电磁振荡的过程,只是现有的该类仪器要么演示线路过于复杂,要么不能同时演示阻尼振荡和无阻尼振荡,实验操作也较麻烦。为解决这一问题,笔者设计和制作了一款电磁振荡演示教具,配合大屏幕示波器来演示,取得了较好的演示效果。下面介绍该款教具的制作方法和演示方法。     

用智能手机辅助声学实验创新设计

在人教版初中物理八年级上册“声现象”一章“声音特性”一节的4个演示实验中,两个实验用到了示波器或者计算机来观察声音的波形.该演示实验设备的共同点是:需要麦克做声音输入装置,用专门的硬件或软件显示波形.而示波器在初中物理教学中应用很少,一般的初级中学没有配备示波器.而利用计算机软件显示波形,需要安装特定的声音分析软件.     

基于实验箱和Matlab相结合的信号与系统实验的改革

针对传统信号与系统实验内容单一、实验方法和实验手段不够灵活,提出基于EL-SS-III型实验箱和Matlab相结合的实验设计方法。首先根据实验要求设计电路,在实验系统的实验箱上搭建电路,然后通过示波器观察实验波形;在EL-SS-III型实验系统提供的系统软件和A/D、D/A数据采集系统的基础上,用计算机设置各项参数并观察验证波形;再用MATLAB语言对各项实验进行计算机仿真。实践表明,通过硬件电路设计和连接,能锻炼学生的思维创新和动手操作能力,而软件仿真直观、简便。二者结合加深了学生对理论知识的理解,提高了学生独立思考、灵活创新等方面的能力。     

用计算机模拟改革传统实验

传统的电路实验方法,用元件焊接电路,用仪表测试数据,用示波器观察波形,这种实验需要大量的多种类的仪器设备。随着计算机技术的发展及应用,我们对一阶电路实验进行了计算机模拟,只需一台微型电算机,用表征系统(电路)性能的数学模型来进行实验,由软件来实现。(关于实验模型,计算方法选择,模拟实验程序及框图,模拟实验结果,这里从略)     

用示波器显示的电磁振荡演示仪

介绍了阻尼振荡和无阻尼振荡的示波器演示装置的制作方法和使用方法。     

测量多种参数的简易电路设计

笔者在物理实验教学过程中,根据实验原理,设计了一种简易电路。这种电路既可以用来测量变压器的变化。用示波器观察各种电压的波形的变化。用伏安法测量电阻的阻值,还可以利用万用表判别晶体二极管,电解电容器的好坏。通过这样的实验,激发了学生的兴趣,大大提高了实验的效率。     

用PSPICE对LC振荡器实验进行仿真

本文介绍了如何用PSPICE软件对LC振荡实验电路进行仿真，分别对LC振荡器的元器件参数改变，起振过程，振荡电压波形，自偏压稳幅及间歇 振荡进行了观察和分析。     

用示波器测RLC电路暂态过程的时间常数

介绍了RLC电路暂态过程中出现的充电、放电、阻尼振荡等过程,并对衡量电路充电、放电、阻尼振荡快慢的物理量,总结了图解法、最小二乘法等多种测量方法．     

用Multisim辅助《电路分析》实验

现代电路分析与设计任务的实现越来越多地借助于计算机手段,电路分析、设计与仿真密不可分。软件的分析和仿真功能不受实验室条件的限制,学生可以用灵活的方式,对复杂的电路,用接近实际的参数来分析仿真,可以观察到波形和响应曲线。作者通过一个简单电路的分析来阐述用EDA软件Multisim仿真紧密结合理论教学的优势,弥补手工计算习题和传统电路实验的不足,增强学生分析和解决问题的能力。     

RC积分微分电路实验的误差分析方法

以电阻电容(RC)积分微分电路实验为例,指出实验中波形误差分析的重要性.在此基础上,分析该实验电路的工作原理和波形.在误差分析方法中,通过泰勒级数展开和近似,定量分析并确定积分电路的实验误差,用定义的面积法定量分析和确定微分电路实验波形的误差,该误差包含绝对误差和相对误差的计算.结果表明,该实验误差都与时间常数τ有关,因此,τ的选取是至关重要的.结果还表明,该实验的波形误差分析方法简洁而有效,可以为RC积分微分电路中参数的选择提供参考依据,并对电路实验中的波形误差分析提供借鉴思路.     

用示波器演示电磁波的调制

《高中物理(下册)》第195页图6—11调幅作用三个图象:一个是声音信号图象,另一个是本机振荡器产生的高频等幅电压图象,还有一个图就是被声音信号调制的高频调幅电流。这三个图象除了声音信号频率很低不容易实验外,其余两个图象都可用示波器显示出来。一、观察振荡高频等幅电压波形取普通半导体收音机(手携式或台式最好)和教学用2458型演示示波器各一台。首先将半导体     

负阻效应的存在性研究及NIC在振荡实验中的设计

对负阻效应在实际几种元器件中的存在及特性进行了研究和证明,重点研究了利用运算放大器构成的负阻抗变换器的变换阻抗性质。并运用负阻抗变换器的负阻作用对现有的LC阻尼振荡实验进行了改进并给出了具体的电路,使实验结果更加多样化。     

大屏幕教学示波器的制作与应用

为了做好电工、电子等课程的课堂演示实验,我们用14″黑白电视机改装成大屏幕教学示波器,经试用,取得了较好的教学效果。 本机用14″显像管显示,能测试3kHz以下各种交流和直流脉动电压波形,如配用电子开关,可同时显示两个电压波形,波形稳定清晰。