一天一点基础（续1）

wb61850 · 发表于 2009-9-22 21:37:37

大家可能会问，为什么要选择这么长时间的脉冲周期和脉冲宽度？
这是因为我们要说明第一种情况，即：当脉冲宽度远大于RL电路的时间常数时的状况)

wb61850 · 发表于 2009-9-22 21:42:53

因为在上述情况下，我们有理由相信RL电路中电流的过渡过程已经结束

因为在一般情况下，我们认为经过3~5倍的时间常数L/R（单位是秒）后，即可认为电流的过渡过程结束，况且我们现在选择的脉冲宽度等于10倍的RL电路的时间常数（脉冲信号的高电平时间和低电平时间均等于10秒）呢。所以我们可以认为电感电流最终可以达到稳态值（1和0）

wb61850 · 发表于 2009-9-22 21:49:36

请大家看看这个脉冲电压源的波形

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:01:01

这是脉冲电压源的第一个脉冲，大家可以看出它有一定的延迟（0.5秒），它的低电平等于0V（起始值或初值），高电平等于1V（脉冲幅度）

大家可能会问，为什么要延迟呢？在这个电路中这是为了让分析图表看的更清楚些

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:05:36

OK，万事具备了，我们可以加激励了

请大家明确几点：
1.我们这个模拟电路是一种理想化的模型。仅是为了说明主要问题，并不代表实际的电路

2.我们用一个脉冲电压源作为激励，目的是为了获得电感器（包含其电阻）的电流响应

3.作为电路的“参考地（GND）”网络是必须的。

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:16:32

好，我们看看这个原理图

大家知道，电感器两端的电压VL即是电源电压Vs，电感器的电流IL即回路电流（如图中蓝色箭头线所示）。

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:28:46

本帖最后由 wb61850 于 2009-9-22 22:32 编辑

大家有点着急了，怎么还不加激励啊？
不要急躁。“急躁是魔鬼”

搞电的人是最忌讳“急躁”二字了。
必须要有充分的耐心

有一句俗话说的好“紧钳工，慢电工”，这话说的在理

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:32:36

为啥搞电不能急躁呢？
因为你要是急躁，它就会“电击”你，那可不是开玩笑的

所以，要培养“耐心”。

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:35:50

老郭真是个大好人啊，让俺免费的占了他这多楼层。俺都快成了“楼产大亨”了，哈哈

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:40:45

激励来了

大家看到了，红色的是激励（脉冲电压），蓝色的是响应（电感电流）。

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:49:48

好，我们来看一下第一个脉冲时的波形

大家看到了，第一个电压脉冲上沿以后电感电流是按照指数规律由0到达稳态值（1A）的。第一个电压脉冲的下沿以后，电感电流由稳态值（1A）按照指数规律下降到另一个稳态值（0A）。正如我们以上所述，由于脉冲宽度远大于RL电路的时间常数，因此我们可以认为在激励电压的高电平期间以及低电平期间，电感电流可以达到稳态值。

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:55:31

第一个脉冲以后的波形是第一个波形的重复

wb61850 · 发表于 2009-9-22 22:59:44

大家可能以为有了电压、电流的波形就可以了分析了

没错，电压、电流是电路的基本变量。但是仅有电压、电流是不够的，我们还需要知道些别的东东

我们通过波形可以看出电流的变化规律，仅仅如此就够了吗？当然是不够

wb61850 · 发表于 2009-9-22 23:01:44

至少，我们要知道：电感器是存储磁场能量的

wb61850 · 发表于 2009-9-22 23:19:41

大家还记得这个公式吗

这就是线圈（电感器）存储的磁场能量与它的电感量以及电流的关系

wb61850 · 发表于 2009-9-22 23:22:53

但是在上面的这个公式中，并没有考虑实际电感器的导线电阻。它只是说明了线圈存储的磁场能量与电流的关系（在线圈的电感量一定时）

wb61850 · 发表于 2009-9-22 23:56:29

在这里有必要指出几个由电压和电流间接得出的几个变量

1.  阻抗：它等于电压除以电流。
2.  功率：它等于电压乘以电流。
3.  能量：它等于功率对时间的积分。

wb61850 · 发表于 2009-9-23 00:00:00

我想有潜力的朋友可以深入的研究一下上面的这几个量。这里就不深入研究了，因为这上面的三个问题随便展开一个都是一本书也说不完的

大家只要知道，它们与电压、电流的基本关系就可以

wb61850 · 发表于 2009-9-23 00:05:40

有的人研究一个问题就花了一生的时间

不要小看一个个小小的电阻、电容或电感器。它们可能是科学家和技术人员们花了一辈子的时间才展现在我们面前的

所以，我们是在享用前人的成果，而这种成果可能是几代人辛勤劳动的结晶

wb61850 · 发表于 2009-9-23 00:26:40

我们现在对一个问题作一下分析

大家从731楼的波形中可以看出，当电压脉冲的下沿以后，电路中的电流并没有立刻下降为零，而是按照指数规律由稳态值下降到零。
在上述过程中，有几点是需要明确的。
1. 回路电流即电感器的电流它的方向并没有改变。
2. 脉冲电压源不作用时（电压等于零），可以等效为短路（因为理想电压源的内阻等于零）。
3. 脉冲电压等于零期间，电感器在稳态时存储的磁能将通过其自身的电阻释放，即电感电流按照指数规律下降的过程。