电容器在时间 t=0 时是开路还是闭路?为什么?电感呢?
我试了一下,结果是这样的:最初当我打开开关时,电容器就像短路一样。那不应该发生,对吧?电容器应阻止直流电。我尝试了几个不同的帽子。我很迷茫。
电容器在时间 t=0 时是开路还是闭路?为什么?电感呢?
我试了一下,结果是这样的:最初当我打开开关时,电容器就像短路一样。那不应该发生,对吧?电容器应阻止直流电。我尝试了几个不同的帽子。我很迷茫。
简短的回答:
电感器:在t=0
't=infinite' 处就像一个开路,就像一个闭路(充当导体)
电容器:在t=0
't=infinite' 处就像是闭合电路(短路),就像是开路(没有电流通过电容器)
长答案:
电容器电荷由\$Vt=V(1-e^{(-t/RC)})\$给出,其中 V 是施加到电路的电压,R 是串联电阻,C 是并联电容。
在施加电源的确切瞬间,电容器存储了 0v 的电压,因此消耗了理论上无限的电流,受串联电阻的限制。(短路)随着时间的推移和电荷的积累,电容器电压上升,电流消耗下降,直到电容器电压和施加的电压相等,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这种效应。
一个带有图表和一些数学解释的漂亮页面是http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.html
对电感来说,情况正好相反,在通电的瞬间,当第一次施加电压时,它对变化的电压具有非常高的电阻,并且承载的电流很小(开路),随着时间的推移,它会产生一个对稳定电压的低电阻并承载大量电流(短路)。
电感和电容是限制变化率的效应。一旦事情解决了,就没有更多的变化,也没有进一步的影响。所以在长期的、稳定的状态下,电容器和电感器看起来就像它们的样子;如果您知道它们是如何构造的,但您甚至不知道电容或电感的存在,它们的行为就像您期望它们那样。
电感器是一根导线。在它使核心饱和后,它的行为就像一个短路。
电容器是两个导体之间的间隙。充电后,它的行为就像一个开路。
他们的瞬时行为是相反的。在它们充电之前,电容就像短路一样,而电感器就像开路一样。
当您打开从理想电压源到理想电容器的理想开关时,您会得到一些奇怪的解决方案,在这种情况下,无限电流持续很短的时间。所以看起来时间很短。
更现实的解决方案包括更理想的模拟现实世界的元素,第一个可能是串联电阻。
对于连接到地的未充电电容器,另一个引脚(开关的一侧)也处于地电位。在您关闭开关的那一刻,电流接地,这就是它所看到的。并且电流与在没有电容器的情况下接地时相同:短路就是短路。
当这种大电荷必须通过电容器的串联电阻对其进行充电时,短路电流会迅速下降。