技术笔记 / 交互实验室 01

电流,也需要一点时间。

LR 电路工作原理 · 从通电到放电,看见电感对电流变化的阻碍。

直流串联 LR 电路待开始 · 通电
带双掷开关的电阻电感电路通电时电源、电阻、电感串联;放电时电源断开,电阻与电感通过续流支路闭合。 +−12 VR · 10 ΩL · 1 HS续流支路光点表示约定电流方向,不代表电子运动
电流 i0.000 A
电感电压 uL12.00 V
磁场储能0.000 J
接通电源后,电感产生自感电动势,阻碍电流增加。点击「开始」观察。
电流随时间变化 i(t) 0–5τ

虚线为当前时刻;切换通电 / 放电后,横轴从 0 重新计时。

为什么不是瞬间达到最大电流?

电感两端满足 uL = L · di/dt。通电初期,电感承担大部分电源电压,电流逐渐上升;稳态时理想电感电压趋于 0。经过 1τ,零初始电流约达到最终值的 63.2%;5τ 时约为 99.3%。

放电时开关把电源移出回路,电感与电阻仍然闭合。电流方向不变,电感电压按原电流方向的被动符号约定变为负值,磁场储能通过电阻转化为热量。R 越大、L 越小,变化越快。

这是理想线性模型:忽略线圈内阻、磁饱和、寄生电容及开关瞬态;续流支路是理想开关闭合回路,不是悬空断路,也不是二极管模型。光点速度和磁场线为定性示意。