1、选十 RC 串联电路的暂态过程一、实验目的：1 通过实验了解 RC 串联电路充、放电的暂态过程，用示波器观察其充放电时 Uc 和UR 的曲线。 2 了解时间常数 和半衰期 T1/2 的物理意义，由实验曲线求取 RC 串联电路的时间常数.3 了解电路参数对充放电的过程的影响.二、仪器设备电阻箱、示波器和函数信号发生器三、参考书目1程守洙、江之永普通物理学第三册（1979 年版）P.158163。2华中工学院等合编物理实验基础部分 P.151157。3林抒、龚镇雄普通物理实验P.319324。4A·M.波蒂斯、H.D.扬 大学物理实验P.135148。5南京工学院编物理实验教学参考书 P
2、.182189。6.吕斯骅，段家忯主编新编基础物理实验P.332333四、基本原理RC 串联电路与直流电源相接,当接通电源或断开电源的瞬间将形成电路充电或放电的瞬态变化过程.这瞬态变化快慢是由电路内各元件量值和特性决定的 ,描述瞬态变化快慢的特性参数就是电路的时间常数 和半衰期 T1/2。RC 电路的特点是充放点过程按指数函数规律进行的。图 1 RC 串联电路RC 串联电路如图 1 所示,当开关 K 接通 1 时,电源 E 通过 R 对电容 C 充电;在电容 C充电后,把开关 K 从 1 合向 2,电容 C 将通过 R 放电.电路方程为（1）iU将 代入（1）式，方程可写为：dtCi充电过程：
3、 t=0 时， UC=0 (2)REdtRC放电过程： t=0 时， UC=E (3)01dtURCC方程的解分别为： 充电过程： (4)RCtRCttEeei 或 )(放电过程： (5)RCtRCtt eUei 或有上公式可知，在充电过程中 Uc 和 i 均按指数规律变化，充电时 Uc 逐渐增大，而放电时逐渐减小。 （5）式中电流的负号表示放电过程电流方向与充电过程相反。实验中可以通过UR 来观察 i 变化，U c 和 UR 随时间变化的曲线如图 2 和图 3 所示。图 2 电容器充电时的函数曲线图 3 电容放电时的函数曲线令 ， 称为 RC 电路的时间常数，在（5）式中，当 时，有RC RCt(6)EeUC68.01可见 表示放电过程中， Uc 由 E 衰减到 E 得 36.8%所需的时间。一般 时，基本达5t到新的稳定态，这时， （7）EeUC0.5与时间常数 有关的另一个在实验中比较容易测定的特征量是 T1/2， ，称为半衰期，T 1/2， 表示放电过程中， Uc 由 E 衰减到 E 的 50%所需的时间。由（5）式计算可得：T1/2= ln2=0.693(8)=1.443T1/2图 4 当 TK 时(如该实验中 N=5 时) U c、U R 波形的变化？3如何理解电容具有高频短路、低频开路的性质？
