电感的充放电过程

时间:2024-04-01 11:24:37

电感的充放电过程看这个电路,当开关s闭合后,电感上电流会是什么样的变化呢?

我们回忆下电感的电量关系,ul=Ldi/dt(说明电流变化会造成电感上产生自感电动势)

那么,这个电路最终的电流应该是U/R,但是s刚闭合时候,电流从0开始变化,如果变化太快,电感会产生较大的电动势来阻碍这个变化,所以不可能一下子电流就达到U/R,所以,电流也是要经过一个过渡过程才行

RL电路充电时,电感两端的电压按指数规律下降,而电感中电流和电阻两端的电压按指数规律上升

电感的充放电过程
电感的充放电过程
电感的充放电过程(其中,E=U)

那么我们发现,RL电路电流变化与RC电路的电压变化很相像,不同的是电容充放电,tao(决定充放电的时间常数)=RC,而RL电路,电流的充电tao=L/R

如果说电容的存在让电压不能突变,那么电感的串联,就让电流不能突变了

在一般电路中,想让电压稳定,可以并联电容来稳压,想让电流稳定,可以串联电感来稳流

电感在电路中的应用:如继电器、扼流圈、变压器等

如果给电感突然断流,会出现什么情况呢???

看看电量关系,发现会产生很大的电动势电感的充放电过程
在这个电路中,当开关三极管突然关断时候,电感电流很快变0,产生很大电动势

按照楞次定理,这个电动势的方向是上负下正,与电源电压叠加,太大的话,有可能把三极管击穿炸掉

怎么办???

我们一般就加个二极管,称为续流二极管

加上二极管,继电器通电时候,电流从上往下,二极管不起作用。一旦断开,继电器电感产生电动势,会让二极管导通,继续有电流,就不会有太大电动势。而且,这个电流会通过电感里的电阻耗电,把电感储能消耗掉,电流很快变成0。

电感线圈是铜丝绕制的,所以有电阻,一般线圈可以等效为电感串联一个电阻

这些RC、RL充放电电路,我们称为一阶电路,一阶的意思,是指列写电路方程是一阶的常微分方程

对于一阶电路的过渡过程,有没有一个简单的方法来分析计算呢?

三要素:初值、最终值、时间常数套

例如,我们想知道uc怎么变化,只要知道uc(0+)这个初始值、uc(8无穷大)这个最终值,还有时间常数套,就可以知道怎么变化,而且可以写出其表达式
电感的充放电过程
要注意,这个三要素法只适合一阶电路

三要素法来求,s原来闭合,后来突然断开,问断开后uc的表达式和曲线??*

电感的充放电过程

电感的充放电过程
问:当断开0.03秒的时候,Uc为多少?
解:0.03秒是3个tao,任务量是20V,3个tao完成了95%,则80+20*95%=99V
【其实1-e^-3 是0.95,1-e^-2 是0.87,1-e^-1是0.63】
电感的充放电过程来看这个题
一样的,初始值是0A,最终值10A,tao=0.01s
和上面一样的求解方法。
电感的充放电过程

这一章还有一个知识点,二阶电路,老师说开学了再讲,好想开学*_*(想开学的的第n天!!!)