Які поведінки конденсаторів та індукторів за час t = 0?

12

Чи діють конденсатори як відкриті ланцюги або замкнуті ланцюги в момент часу t = 0? Чому? А як щодо індукторів?

Я спробував це, і в мене вийшло таке: Спочатку, коли я відкрив вимикач, конденсатор діяв як коротке замикання. Це не повинно відбуватися, правда? Конденсатор повинен блокувати постійний струм. Я спробував з парою різних шапок. Я дуже розгублений.

capacitor inductor

— Кевін Вермер
джерело

3

Що з ШОГО індуктора? Напевно, найкраще було б надати детальну інформацію про цю мережу. Крім того, якщо у вас є доступ до лабораторії, я пропоную його спробувати. Побачивши це, справді допомагає зрозуміти, що відбувається.

— Лу

3

Конденсатор виглядає як розімкнутий контур постійної напруги, але як замкнутий (або короткий) ланцюг до зміни напруги. І індуктор виглядає як замкнутий ланцюг до постійного струму, але як відкритий ланцюг до зміни струму.

— Кріс Страттон

Ви, мабуть, повинні поставити це як відповідь, оскільки я вважаю, що саме це шукає ОП. Можливо, з коротким поясненням, чому (зарядка кришки та магнітні поля тощо).

— Тево Д

@Tuva - Дякую, хоча я не можу взяти весь кредит - це було покращення запропонованої редакції.

— Кевін Вермер

@ChrisStratton Я думаю, що ОП було б набагато простіше зрозуміти, якщо ви говорите про характеристики цих елементів схеми з точки зору їхнього імпедансу в різних додатках, а не запам'ятовування того, що вони повинні бути. Хоча ця посада стара, тому він, швидше за все, її і отримав.

— sherrellbc

29

Коротка відповідь:

Індуктор: at t=0- це як розімкнутий контур при 't = нескінченний' - це як замкнутий контур (виконувати роль провідника)

Конденсатор: at t=0- це як замкнутий ланцюг (коротке замикання) при 't = нескінченний' - це як розімкнутий ланцюг (без струму через конденсатор)

Довга відповідь:

Заряд конденсаторів задається де V - напруга, яке подається до ланцюга, R - серійний опір і C - паралельна ємність. $Vt=V(1-e^{(-t/RC)})$

При застосуванні точної миттєвої потужності конденсатор має 0В накопиченої напруги і тому споживає теоретично нескінченний струм, обмежений послідовним опором. (Коротке замикання) З часом триває і заряд накопичується, напруга конденсаторів зростає, і споживання струму падає, поки напруга конденсатора та напруга, що застосовується, не вирівнюються і в конденсатор не впадає струм (відкритий контур). Цей ефект може бути не відразу впізнаваним меншими конденсаторами.

Хороша сторінка з графіками та деякою математикою, що пояснює це http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.html

Для індуктора справедливо все навпаки, в момент ввімкнення живлення, коли напруга вперше подається, він має дуже високий опір зміненій напрузі і несе малий струм (відкритий контур), оскільки час триває, він матиме низький опір постійної напруги і переносять багато струму (коротке замикання).

— шипований
джерело

З індуктора, звідки береться задня ЕРС при t = 0? Здається, що в цей момент вам потрібен деякий струм o для створення зміни магнітного поля, але якщо опір в цей момент нескінченний, то струму немає?

— bigjosh

10

Індуктивність та ємність - це ефекти, що обмежують швидкість зміни. Після того, як все налагодиться, змін більше не буде, і вони не мають подальшого ефекту. Тож у довгостроковому стаціонарному режимі конденсатори та індуктори виглядають такими, якими вони є; вони діють так, як ви очікували, що вони діятимуть, якби ви знали, як вони побудовані, але не знали, що ємність чи індуктивність навіть існують.

Індуктор - провід. Після того, як вона насичує серцевину, вона поводиться як коротке замикання.

Конденсатор - це зазор між двома провідниками. Після того, як він заряджається, він поводиться як відкритий контур.

Їх миттєва поведінка - навпаки. Поки вони не заряджаються, ковпачок діє як коротке замикання, а індуктор діє як відкритий контур.

— Стівен Коллінгз
джерело

4

Коли ви вмикаєте ідеальний перемикач від ідеального джерела напруги, до ідеального конденсатора, ви отримуєте кілька незвичайних рішень, в цьому випадку нескінченний струм протягом нескінченно малого часу. Таким чином, це виглядає як короткий на час.

Більш реалістичні рішення включають більш ідеальний елемент для моделювання реального світу, першим може бути серійний опір.

— russ_hensel
джерело

3

Для незарядженого конденсатора, підключеного до землі, інший штифт (сторона вимикача) також знаходиться на заземленні. У момент, коли ви закриваєте вимикач, струм переходить на землю, ось що він бачить. І струм такий самий, як коли б ви підключились до землі без конденсатора: коротке замикання - це коротке замикання.

Цей струм короткого замикання швидко падає, коли цей великий заряд повинен знайти шлях через рядовий опір конденсатора, щоб зарядити його.

— stevenvh
джерело

2

Для конденсатора:

V (t) = V (1 - e^{(- t / R C)})

$V(t)=V(1-e^{(-t/RC)})$

$t=0$ $V=0$

i (t) = \frac{V}{R} \cdot e^{(- t / R C)}

$i(t)=\frac{V}{R} \cdot e^{(-t/RC)}$

$t=\infty$ $i=0$

Для індуктора:

i (t) = \frac{V}{R} \cdot (1 - e^{(- R t / L)})

$i(t)=\frac{V}{R} \cdot(1-e^{(-Rt/L)})$

$t=0$ $i=0$

V (t) = V_{e}^{(- R t / L)}

$V(t)=V_e^{(-Rt/L)}$

$t=\infty$ $V=0$

— варун гупта
джерело

1

Оскільки конденсатори накопичують енергію у вигляді електричного поля, вони, як правило, діють як маленькі батареї вторинних комірок, здатні зберігати та вивільняти електричну енергію. Повністю розряджений конденсатор підтримує нуль вольт на своїх клемах, а заряджений конденсатор підтримує постійну кількість напруги на його клемах, як і батарея. Коли конденсатори розміщуються в ланцюзі з іншими джерелами напруги, вони будуть поглинати енергію з цих джерел, подібно до того, як батарея вторинної комірки зарядиться в результаті підключення до генератора. Повністю розряджений конденсатор, що має кінцеву напругу нульового рівня, спочатку буде виконувати функцію короткого замикання при підключенні до джерела напруги, притягуючи максимальний струм, коли він починає створювати заряд. З часом напруга клеми конденсатора зростає, щоб задовольнити прикладене напруга від джерела, а струм через конденсатор відповідно зменшується. Як тільки конденсатор досяг повного напруги джерела, він перестане виводити струм з нього і поводитиметься по суті як відкритий контур.

— mfahadkukda
джерело

1

Мені подобається думати про це з точки зору їх диференціальних рівнянь. По суті миттєвими рівняннями для кожного є:

$V = L \cdot \dfrac{dI}{dt}$

$I = C \cdot \dfrac{dV}{dt}$

$\Big(\dfrac{dI}{dt}\Big)$

$\Big(\dfrac{dV}{dt}\Big)$ $I = C \cdot \dfrac{1}{0.000001}$

Саме різні умови для цих компонентів роблять їх цікавими. Таким чином, чим більша швидкість зміни, тим більший V шип на індукторах, або я спайк в конденсаторах. Тоді як струм для індукторів і напруга для конденсаторів обмежені тим, що застосовується.

— user6972
джерело

0

Конденсатор виконує функцію відкритого контуру, коли він перебуває в його сталому стані, як коли перемикач закритий або відкритий на тривалий час.

Як тільки стан комутатора буде змінено, конденсатор буде виконувати функцію короткого замикання протягом нескінченно короткого часу залежно від постійної часу і після деякого часу перебувати в такому стані він знову буде вести себе як відкритий контур. А для індуктора він буде вести себе як коротке замикання в його сталому стані та відкритому контурі, коли є зміна струму.

— noor randhawa
джерело

0

Конденсатор діє як коротке замикання при t = 0, причиною того, що конденсатор має в ньому провідний струм. Спочатку індуктор діє як розімкнутий ланцюг, тому напруга веде в індукторі, оскільки напруга миттєво з’являється через відкриті клеми індуктора при t = 0 і, отже, на відведеннях.

— Абдул Вахід
джерело

0

Ви можете переглянути моє відео, яке розповідає про це (відповідь на крок) тут:

https://www.youtube.com/watch?v=heufatGyL1s

В основному конденсатор чинить опір зміні напруги, а індуктор протистоїть зміні струму. Так, при t = 0 конденсатор виступає як коротке замикання, а індуктор діє як відкрите ланцюг.

Ці два короткі відео також можуть бути корисними, вони дивляться на 3 ефекти конденсаторів та індукторів:

https://www.youtube.com/watch?v=m_P1rvhEeiI&index=7&list=PLzHyxysSubUlqBguuVZCeNn47GSK8rcso&t=101s

— Даніель Богданов - Кійсайт
джерело

-1

просто пам’ятайте, що конденсатор піднімає напругу від 0 до високої, тому при внутрішньому режимі ов конденсатор діє як короткий ckt, а для кришки високої напруги діє як відкритий ckt, зворотний у випадку індуктора

— матрі маніш
джерело

Це неправильне визначення. Потік струму в конденсаторах залежить від швидкості зміни напруги, а не від абсолютної напруги. Струм в індукторі залежить від інтегралу напруги, а не від абсолютної напруги.

— Джо Хасс

1

@JoeHass: Відповідь погано сформульована, але вона принципово неправильна.

— Трейд Дейв