RC电路正弦稳态特性分析

　　在交流电路的研究中，常需要通过电阻、电感、电容等元件的不同组合来改变输出正弦信号和输入正弦信号之间的相位差，或构成放大电路、振荡电路、选频电路、滤波电路等。因此，对 RC 串联电路稳态过程的研究，在电路理论、工程技术上有着重要的地位与作用，是高校普通物理实验之一［1-2］。

　　用 Multisim 仿真软件［3-8］进行 RC 电路正弦稳态工作过程

　　波形仿真分析，以信号源元件库中的交流电压源或虚拟仪器

　　中的函数信号发生器做实验中的信号源产生所需的正弦信 图 1 RC 电路仿真实验电路创建

　　号，用多个四踪示波器以面板部分重叠方式显示电路中各电

　　Fig. 1 Experimental circuit establishion of RC circuit simulation

　　量的波形，可直观观测稳态时各电量的相位关系，定量测量 源元件库中的交流电压源，最大值为 UIm=1 V、初相位 φ=0°、

　　反映超前、滞后关系的相位差及各电量的数值大小。

　　频率 f =50 Hz；示波器 XSC1 用于显示信号源信号 uI、电容两

　　以下分析用 Multisim10 版本。

　　端电压 uC 的波形， 示波器 XSC2 用于显示电阻两端电压 uR

　　1 RC 电路正弦稳态过程的 Multisim 仿真原理 的波形。

　　电阻两端电压 uR 是非对地的电压，用示波器间可接测试

　　1.1 仿真电路的创建及各电量的向量关系

　　其波形，方法如下。

　　在 Multisim10 中创建的 RC 正弦稳态特性仿真电路如图

　　由图 1 有：

　　1 所示。

　　uR =uI －uC = uI +（－uC）（1）

　　图 1 中，RC 电路由电阻 R1、电容 C1 串联构成，元件参数

　　由运算放大器、 电阻 R2、R3 构成比例系数为 1 的反相比

　　的选取为电阻 R1=1 kΩ、电容 C1=1 μF。 正弦信号源选用信号

　　例运算电路，输入信号为 uC、输出信号为－uC，示波器 XSC2 的

　　收稿日期：2012-03-16稿件编号：201203130 A 通道输入 uI 信号、B 通道输入－uC 信号，以 A+B 方式显示即

　　基金项目：渤海大学 2011 年度校级教改 A 类项目（BDJG2011-A011）

　　作者简介：腾 香（1964—），女，辽宁葫芦岛人，硕士，副教授。研究方向：电子与控制信息。