28. 瞬变现象
在电路中,从某种稳态变为其他稳态的过程中的电现象叫做瞬变现象。以下,关于RC串联电路和RL串联电路的瞬变现象进行说明。
RC串联电路的瞬变现象
在如下的RC串联电路中,把开关从S2切换到S1,直流电压源E[V]通过电阻R[Ω]对电容C[F]充电的情况下,充电电流I[A]和电容C的终端电压可以用以下
切换(开关)后电容器不会被立即充电,较大的充电电流流入电容器。随着电容器充电进行Vc上升,电阻R间的电压差变小充电电流减少。在此,CR被称作时间常数
在经过时间
,Vc上升到最终电压
。 这表示时间常数
是驱动容性负载的情况下开关时间的良好指标。另外,开关切换到S2的情况下,放点电流和放电时的Vc用以下的公式表示。电容器的终端电压逐渐减少,放电电流和充电电流的方向相反。
RL串联电路的瞬变现象
在如下的RL串联电路中,把开关从S2切换到S1,从直流电压源E[V]通过电阻R[Ω]和电感[H]流出的电源时,电流I[A]可以用下面的公式表示。
切换开关后的最初,对于急剧的电流变化,由于电感L变为高感抗会持续有少量电流的状态。之后电流逐渐增加,最终到达I=E/R。
在此时间常数
由L/R给出,经过时间
时,流动电流是最终电流I=E/R乘以
的值。另外,把开关切换到S2时,电感L中存储的电磁能的放电电流用下面的公式表示。由于电感的电流减少而产生的磁通量的变化,电感上产生电动势,电流继续沿在稳态下的电流方向流动,电流随着电磁能的释放而减少。