我最近开始玩在线电路模拟器,在一个非常简单的电路中我无法理解行为
我有一个电压源,通过限流电阻连接到并联的二极管和电感器。据我所知,当二极管的阳极连接到电压源的正极端子时,二极管的行为应该像短路一样。在这个模拟器中发生了一些非常奇怪的事情:当我关闭开关时,大量电流通过二极管(并且非常少量通过电感器),几秒钟后,通过二极管的电流没有显着下降,直到它停止完全地。这是为什么?
模拟器中我的电路的链接:链接(单击开关关闭它并观看模拟)
我最近开始玩在线电路模拟器,在一个非常简单的电路中我无法理解行为
我有一个电压源,通过限流电阻连接到并联的二极管和电感器。据我所知,当二极管的阳极连接到电压源的正极端子时,二极管的行为应该像短路一样。在这个模拟器中发生了一些非常奇怪的事情:当我关闭开关时,大量电流通过二极管(并且非常少量通过电感器),几秒钟后,通过二极管的电流没有显着下降,直到它停止完全地。这是为什么?
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最初,电感器抵抗电流的变化,使二极管成为电阻最小的路径,并使其承载大部分电流。当电感器中的磁场建立时,它两端的电压会降低,因为它允许更多的电流通过。二极管有一个正向压降(通常为 0.6V),因此在电感两端的电压低于二极管的正向电压后,它不会传导任何电流。
是的,之前的海报是对的。为了进一步澄清,二极管不是短路而是阈值器件,只要其两端的电压(正确定向时)大于某个值,通常为 0.6V(但对于特殊类型可能会有所不同),它就会开始导通。
因此,只要电压低于 0.6 V,就不会有电流流过,而当电压超过此阈值时,电流就会流过。
电感器以不同的方式响应电流的突然变化,它表现出一种称为阻抗的东西,也就是说,虽然它有一个电阻 R,但它也有一个电感 L,这是一个直接取决于频率的分量。
因此,当突然与电源连接或断开时,电感器会通过短暂升高电压而做出反应,并且电流最初几乎为零,只是在短时间内稳定下来,较小的电流和电压接近零。
电路中的二极管看到电压增加(而线圈中的电流仍然几乎为零)并且它关闭,让尖峰流过它,也减少了线圈上的过大电压,从而减少了二极管中的大电流流动很短的时间。
在一些开关继电器甚至固态设备中会发现一种非常常见的布置,通常称为 SNUBBER。它的功能是通过暂时传导大电压尖峰来阻止过高的电压尖峰破坏线圈绝缘,然后在线圈上的电压返回接近零时关闭。我只是用外行术语翻译了上述方程和观察结果,希望对您有所帮助。
当经过足够长的时间后,电感器将表现为短路并绕过二极管。这意味着 \$V_d=0\$ 并且没有电流流过二极管。
OTOH,在开关的精确时间,电感器将尝试保持其电流(恰好为零,因为它没有通电)。正因为如此,它短暂地表现为开路,所有电流都流过二极管,二极管将被正向偏置,直到电感器中的电压低于 \$V_f\$。
正如其他人指出的那样,二极管不是“完美”的短路(或开路)电路。但是,如果您了解它的“限制”,那么您可以使用理想化的行为,除了限制区域。
对于您的特定电路,您必须知道电感器最初表现为开路,然后在达到稳定状态后表现为短路。这意味着最初,您的电路表现得好像只有电阻器和二极管(串联)连接到电源。所以二极管是正向偏置的,就像短路一样。
当电感器达到稳定状态时,它两端的电压变为零,因此二极管两端的电压变为零。由于二极管需要至少 0.6V 的正向偏置电压,因此当电感器上的电压低于 0.6V 时,它会停止导通。此时,电路的行为就好像只有电阻器和电感器(串联)连接到电源。
我希望您现在可以看到您的模拟器正在显示正确的电路行为。