利用multisim對RC暫態(tài)電路仿真分析姜賽物理系一.用multisim仿真RC電路的充放電過程（1）.RC特性曲線的研究取電阻R二2.0K0；C二0.02rF涵數(shù)發(fā)生器f二500Hz，振幅和偏置都為6V。建立如圖（1）的電路圖0''旨Ci連￥-50''旨Ci連￥-5II0Im00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02圖（1）利用multisim仿真中的瞬態(tài)仿真功能對上面的RC串聯(lián)電路分析瞬態(tài)分析其中方波T=2ms。在一個周期內(nèi)通過C的電流簡圖如下1

觀察圖像我們很容易發(fā)現(xiàn)，在階躍輸入改變時電流能夠馬上發(fā)生變化，圖中顯示電流從零突然變?yōu)镮，而電壓則不能變化那么快，而是從零緩慢變?yōu)樽畲笾担@是為什么？這是因為電容阻礙著電壓的變化，而對電流的變化則沒有任何影響。所以常在電路中加入電容元件，減緩電壓的突然變化，使電路電壓平緩。其實(shí)我們還可以從另一個角度來分析RC曲線，根據(jù)傅里葉級數(shù)可知，在快速變化的信號后面存在各種高頻分量。前面的階躍輸入有一個很尖的方角，這個方角可以展開為很多的高頻分量。由于電容通高頻阻低頻，因此電壓方角中高頻分量就過濾掉了，只留下RC電路的瞬態(tài)響應(yīng)。所以從圖像的角度可以加深我們對于電容濾波特性的研究。（2）.RC曲線中e的研究理論上e=RC，下面從仿真的角度證明上式成立:F面選取1ms的RC曲線，通過光標(biāo)軸2來尋找電壓一半處的T12回舊12回舊右圖為光標(biāo)（2）的信息：右圖為光標(biāo)（2）的信息：對于充電曲線來說，當(dāng)y2（電壓軸）接近12V時,TT=27.5651卩，再根據(jù)工=七，可以算出12oIn2仿真的e，再與真實(shí)的e=RC比較即可。0同理，利用控制變量法，電阻定值改變電容器克電曲線右進(jìn)曲線O.00O0o.ooooo.ooooyio.aooo24.OOOO27.5S51p27.5￡51p11?962824aOOOO433?9S4O址870?址3€?2775址3€；?277S址回的值C/RF0.040.040.060.080.1Tf2/RS27.799255.684585.8469110.5955141.5313e/rS040.1057780.33575123.8509159.5556204.1865標(biāo)準(zhǔn)e=RC40.0080.00120.00160.00200.00分析表格可以得出結(jié)論e=RC.

⑶.對RC曲線深入討論>若工<<T，則波形怎么樣？假設(shè)現(xiàn)在的電阻值為200Q，電容為0.0002RF:當(dāng)t<<當(dāng)t<<T時，充電曲線和方波曲線基本重合，這是因為r值太小，在很短的時間內(nèi)就迅速達(dá)到最大值，所以會出現(xiàn)重合的現(xiàn)象。L」L.……...……...:1>若r=2T，則波形怎么樣？現(xiàn)在我們先從中間值開始討論，假設(shè)現(xiàn)在的電阻值為20K0，電容為0.2卩F，此時r=2Tr=2T，下面取8ms時間內(nèi)的圖像:我們也可以擴(kuò)大時間范圍：Q.OB.Drn16.0m24Dm32.0m40.0m1D.0D.&-10.0-20.0Q.OB.Drn16.0m24Dm32.0m40.0m1D.0D.&-10.0-20.0-30030.0200亡匸￡0從整體圖像可以看出RC曲線波動上升，這是為什么呢？函數(shù)發(fā)生器的一個周期是2ms,可是工值太大，導(dǎo)致1ms內(nèi)還沒有上升到最大值，此時又出現(xiàn)低電平，導(dǎo)致電容器短暫放電，電壓稍微下降，這樣不斷循環(huán)上升直至到達(dá)最大值附近鋸齒變化。若T>>T，則波形怎么樣？有了中間情況的過渡我們再來討論一下P>>T的情況:假設(shè)現(xiàn)在的電阻值為2000K0,電容為1卩F

0064.0mIZa.Dm192.0m2560m32D0m左旦由結(jié)從圖像可以看出RC曲線在較長的時間內(nèi)都近乎為一條直線，為什么會出現(xiàn)這種情況？出現(xiàn)這種情況是值太大，在一個周期里，電壓變化了很多次，因為電阻很大，對電流的阻抗很大，而且電容容值很大，這樣充電也要很長的時間，所以導(dǎo)致電壓呈現(xiàn)階梯狀緩慢