为什么是 L/R 而不是 LR？

了解 L/R 时间常数

电子学的新学生常常感到困惑，为什么电感电路的时间常数计算与电容电路的时间常数计算不同。对于电阻电容电路，时间常数（以秒为单位）由以欧姆为单位的电阻与以法拉为单位的电容的乘积（乘积）计算得出：τ=RC。

然而，对于电阻-电感电路，时间常数是根据以亨利为单位的电感与以欧姆为单位的电阻的商（除法）计算得出的：τ=L/R。

这种计算上的差异对定性产生了深远的影响。 瞬态电路响应分析。阻容电路低阻反应快，高阻反应慢；电阻电感电路正好相反，高电阻响应快，低电阻慢。

虽然电容式电路对新生来说似乎没有直观的麻烦，但电感式电路的意义不大。

电容和电感能量

理解瞬态电路的关键是牢牢掌握能量转移的概念及其电气性质。电容和电感都具有储存能量的能力，电容在电场介质中储存能量，电感在磁场介质中储存能量。

电容器的静电储能表现在其端子间保持恒定电压的趋势。电感器的电磁能量存储表现为保持恒定电流通过它的趋势。

让我们考虑在放电条件下这些反应性组件中的每一个会发生什么 ：也就是说，当能量从电容器或电感器释放出来并通过电阻器以热量的形式消散时：

在任何一种情况下，电阻器散发的热量都构成了能量离开 电路，因此无功组件会随着时间的推移失去其能量存储，导致图表上表示的电压（电容器）或电流（电感器）出现可测量的下降。电阻器耗散的功率越大，这种放电动作发生的速度就越快，因为根据定义，功率是能量随时间转移的速率。

因此，瞬态电路的时间常数将取决于电路的电阻。当然，它也取决于反应元件的大小（存储容量），但由于电阻与时间常数的关系是本节的问题，我们将只关注电阻的影响。如果电阻值使功率耗散（能量转化为热量的速率）最大化，则电路的时间常数将更小（放电速率更快）。

对于存储能量以电压形式表现出来的电容性电路，这意味着电阻器必须具有低电阻值，以便在任何给定电压量下最大化电流（给定电压乘以高电流等于高功率）。对于以电流形式存储能量的电感电路，这意味着电阻器必须具有高电阻值，以便在任何给定电流量（给定电流乘以高电压等于高功率）下最大化电压降。

势能 vs 动能

通过从机械角度考虑电容性和电感性能量存储，可以类似地理解这一点。静电储存能量的电容器是势能的储存器 .电感器，以电磁方式（电动态 )，是动能的蓄水池 .

在机械方面，势能可以用悬浮的质量来表示，而动能可以用移动的质量来表示。将下图视为电容器的类比：

坐在斜坡顶部的推车由于重力的影响及其在山上的升高位置而具有势能。如果我们认为小车的制动系统类似于系统的电阻，而小车本身就是电容器，那么什么电阻值会促进势能的快速释放？

当然，最小阻力（无刹车）会最快地降低推车的高度！在没有任何制动动作的情况下，推车将自由地滚下坡，从而在降低高度时消耗势能。在最大制动作用下（制动器牢固设置），小车将拒绝滚动（或滚动得非常慢）并且将长时间保持其势能。同样，容性电路电阻低时放电快，电阻高时放电慢。

现在让我们考虑一个电感器的机械类比，以动力学形式显示其存储的能量：

这次推车在平地上，已经在移动。它的能量是动能（运动），而不是势能（高度）。再一次，如果我们把小车的制动系统类比为电路电阻，小车本身就是电感器，那么什么电阻值会促进动能的快速释放？

当然，最大阻力（最大制动作用）会使其减速最快！在最大制动作用下，推车将迅速停下来，从而在减速时消耗其动能。在没有任何制动动作的情况下，小车将可以无限期地自由滚动（除非有任何其他摩擦源，如气动阻力和滚动阻力），并且它会长时间保持其动能。

同样，电感电路电阻高时放电快，电阻低时放电慢。

希望这个解释更能阐明时间常数和电阻的主题，以及为什么电容和电感电路两者之间的关系相反。

相关工作表：

• 时间常数电路工作表