电容器在时间t = 0时是开路还是闭路?为什么?电感器呢?
我尝试了一下,得到的结果是:最初,当我打开开关时,电容器的作用就像是短路。那不应该发生吧?电容器应阻止直流电。我尝试了几个不同的上限。我很困扰。
电容器在时间t = 0时是开路还是闭路?为什么?电感器呢?
我尝试了一下,得到的结果是:最初,当我打开开关时,电容器的作用就像是短路。那不应该发生吧?电容器应阻止直流电。我尝试了几个不同的上限。我很困扰。
Answers:
简短答案:
电感器:at t=0
就像开路,t等于无穷大,就像闭路一样(充当导体)
电容器:at t=0
就像闭路(短路),t =无穷大就像开路(无电流通过电容器)
长答案:
电容器电荷由,其中V是电路施加的电压,R是串联电阻,C是并联电容。
在施加精确的瞬时功率时,电容器具有0v的存储电压,因此在理论上消耗由串联电阻限制的无限大电流。(短路)随着时间的流逝和电荷的积累,电容器的电压上升,电流消耗下降,直到电容器电压和施加的电压相等,并且没有电流流入电容器(开路)。使用较小的电容器可能无法立即识别出这种效果。
http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.html上有一个很好的页面,上面有图表和一些数学解释了这一点。
对于电感器,情况恰恰相反,在上电时,首次施加电压时,它对变化的电压具有很高的电阻,并且几乎没有电流(开路),随着时间的流逝,它将具有一个对稳定电压的抵抗力低,并带有大量电流(短路)。
当您打开从理想电压源到理想电容器的理想开关时,会得到一些奇怪的解决方案,在这种情况下,电流会无限长地持续。所以看起来很短很短。
更现实的解决方案包括对现实世界建模的更理想元素,第一个可能是串联电阻。
当电容器处于稳态时(例如,当开关长时间闭合或断开时),电容器将充当开路。
开关状态一旦改变,电容器将在无限短时间内根据时间常数充当短路,并且在该状态下保持一段时间后,它将再次继续表现为开路。对于电感器,它将在稳态下表现为短路,而在电流变化时表现为开路。
电容器在t = 0时就像短路一样,这是电容器中有超前电流的原因。电感器起初的作用就像开路,因此电压在电感器的开路端子两端瞬间出现电压,因此在t = 0时,电压在电感器中超前。
您可以在此处查看有关此内容的视频(逐步响应):
https://www.youtube.com/watch?v=heufatGyL1s
基本上,电容器可以抵抗电压的变化,而电感器可以抵抗电流的变化。因此,在t = 0时,电容器充当短路,而电感器充当开路。
这两个简短的视频可能也很有帮助,它们介绍了电容器和电感器的3种效果:
https://www.youtube.com/watch?v=m_P1rvhEeiI&index=7&list=PLzHyxysSubUlqBguuVZCeNn47GSK8rcso&t=101s