1.实验目的

（1）熟悉Multisim 10的仿真实验法，熟悉Multisim 10中示波器的设置和使用方法。

（2）利用Multisim 10中虚拟示波器观察电容充放电这一暂态过程。

（3）分析一阶电路时间常数对暂态过程的影响，学习时间常数的测定方法。

2.实验内容及步骤

（1）观察电容的充放电过程。

①双击Multisim 10图标，启动Multisim 10，从元件库中选取电压源、电阻、电容和开关（开关在窗口左侧元件工具栏的基本器件库中打开“SWITCH”选“SPDT”），从仪器库中选出示波器，创建如图3-33所示电路。

图3-33　RC充放电仿真实验电路

② 当开关J1（由空格键Space控制开关从一边连接到另一边）打在左边时，电源V1通过R1对电容C1充电，打在右边时，电容C1通过R2放电。

③观察充放电过程。

a.双击示波器图标打开面板，如附录中附图10（b）所示。

b.设置示波器参数，参考值为：“Time base”设置为“50 ms/div”；“Y/T”显示方式；“Channel A”设置为“5 V/div”、“DC”输入方式；“Trigger”设置为“Auto”触发方式。

c.运行仿真开关，再反复按下空格键Space，使开关J1反复打开和闭合，就会在示波器显示屏上观察到电容C1的充放电曲线。

（2）一阶RC电路暂态响应的研究。(www.daowen.com)

①从元器件库中选取电压源、电阻、电容和开关，从仪器库中选出示波器，创建如图3-34所示电路。

图3-34　RC电路暂态响应仿真实验电路

② 当开关J1打在左边时，电源V1对电容C1充电，打在右边时，电容C1通过R2、R3放电。双击示波器图标，示波器参数设置同图3-33。运行仿真开关，再反复按下空格键Space，使开关J1反复打开和闭合，就会在示波器显示屏上观察到电容的充放电曲线即电容C1两端电压uc的波形，如图3-35所示。

③测试充电时间常数τ1。理论上，电容两端电压由0开始上升至稳态值（最后充到的电压U）的63.2%所经历的时间近似等于τ1。将鼠标指向读数游标的带数字标号的三角处并拖曳，移动读数游标的位置，使游标1置于波形的响应起点，游标2置于VA2－VA1读数等于或接近于0.632U处，则T2－T1的读数即为充电时间常数τ1的值。

图3-35　电容电压波形图

④ 测试放电时间常数τ2，测试方法同③（理论上，电容两端电压由最后充到的电压U下降到电压U的36.8%所经历的时间近似等于τ2）。

⑤ 暂停电路运行，改变C1的大小，使C1=1 μF，再运行仿真开关，再反复按下空格键Space，使开关J1反复打开和闭合，就会在示波器显示屏上观察到电容的充放电曲线并和C1=10 μF时充放电曲线相比较。

3.实验报告要求

（1）实验的名称、时间、目的、电路和内容。

（2）画出如图3-33所示电路电容C1的充放电曲线。

（3）理论计算图3-34所示电路的充电时间常数和放电时间常数，并与测量所得结果进行比较。

（4）画出图3-34所示电路在C1=10 μF及C1=1 μF两种情况下，电容C1的充放电曲线，加以比较，并得出结论。