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电感器瞬态响应

第十六章- RC和L/R时间常数

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电感具有与电容器完全相反的特性。而电容器将能量储存在电的(由两块板之间的电压产生),电感器将能量储存在a(由电流通过电线制造)。因此,虽然电容器中的存储能量试图在其端子上保持恒定电压,但电感器中的存储能量试图通过其绕组保持恒定电流。

正因为如此,电感反对电流的变化,其作用正好与反对电压变化的电容相反。一个完全放电的电感器(没有磁场),通过它的电流为零,当连接到一个电压源(因为它试图保持零电流)时,它最初会作为开路,降低其引线上的最大电压。

随着时间的推移,电感的电流上升到电路允许的最大值,并且端电压相应地降低。一旦电感器的端子电压减小到最小(“完美”电感的零),电流将保持在最大水平,并且它将基本上作为短路行事。

电容电路上的电压

当开关第一次闭合时,电感上的电压会立即跳到电池电压(就像开路一样),并随着时间的推移衰减到零(最终就像短路一样)。电感器上的电压是通过计算通过电感器的电流,R上的电压下降多少来确定的,然后从电池中减去电压值,看还剩下什么。

当开关第一次闭合时,电流为零,然后它随着时间增加,直到等于电池电压除以串联电阻1Ω。这种行为正好与串联电阻电容电路,其中电流从最大值开始,电容电压为零。让我们看看如何使用实际值:

电容器电压图

时间(秒) 电池电压 感应电压 当前的
0 15 V 15 V 0
0.5 15 V 9.098 V 5.902
1 15 V 5.518 V 9.482
2 15 V 2.030 V 12.97 A.
3. 15 V 0.747 V. 14.25 A.
4 15 V 0.275 V 14.73 A.
5 15 V 0.101 V 14.90
6 15 V 37.181 mV 14.96 A.
10 15 V 0.681 mv. 14.99

就像RC电路一样,电感电压的接近0伏特和当前的接近15安培的时间随着时间的推移渐近。然而,从所有实际用途来看,我们可以说,电感电压最终将达到0伏特,电流最终将等于15安培的最大值。

同样,我们可以使用SPICE电路分析程序来描绘这种电感电压的渐近衰减,并以更具图形形式的电感器电流的积聚(在电阻滴过电阻器上绘制电感电流,使用电阻器作为分流器测量电流):

香料表电感trans响应

注意电压是如何快速下降的(图的左边),然后随着时间的推移逐渐减少。电流的变化也非常迅速,然后随着时间的推移,水平,但它是接近最大(刻度右),而电压接近最小。

审查:

  • 当面对突然施加的电压时,一个完全“放电”的电感器(没有电流通过)最初作为开路(没有电流的电压降)。在完全“充电”到最后的电流水平后,它就起到了短路的作用(没有电压降的电流)。
  • 在电阻电感“充电”电路中,电感电流从零到满,而电压从最大值到零,这两个变量一开始变化最快,随着时间的推移越来越慢地接近它们的最终值。

相关工作表: