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复杂的电压和电流计算

在某些情况下,当电压和电流的起始值不是完全“放电”状态时,您可能需要分析直流无功电路。换句话说,电容器可能会在部分充电状态下启动,而不是从零伏开始,而电感器可能会以一些已经通过它的电流量开始,而不是我们迄今为止假设的零电流。

以这个电路为例,从开关打开到开关在闭合位置结束:

由于这是一个电感电路,我们将通过确定电流的开始和结束值来开始我们的分析 .这一步在分析电感电路时非常重要,因为开始和结束电压 电流确定后才能知道!在开关打开(启动条件)时,总(串联)电阻为 3 Ω,将电路中的最终电流限制为 5 安培:

因此,在开关关闭之前,我们有 5 安培的电感电流通过,而不是像前面的电感示例那样从 0 安培开始。随着开关闭合(最终条件),1 Ω 电阻器被短路(旁路),这将电路的总电阻更改为 2 Ω。开关闭合时,通过电感器的最终电流值为:

因此,该电路中的电感器的起始电流为 5 安培,结束电流为 7.5 安培。由于“计时”将在开关闭合且 R2 短路期间发生,我们需要根据 L1 和 R1 计算时间常数:1 亨利除以 2 Ω,或 τ =1/2 秒。有了这些值,我们就可以计算出随着时间的推移电流会发生什么。电感两端的电压的计算方法是将电流乘以 2(得出 2 Ω 电阻两端的电压),然后从 15 伏中减去该电压以查看剩下的值。

如果您意识到电感两端的电压从 5 伏开始(当开关第一次闭合时)并随时间衰减到 0 伏,您还可以使用这些数字作为通用公式中的开始/结束值并得出相同的结果:

时间(秒) 电池电压 电感电压 当前 015 V5 V5 A0.115 V4.094 V5.453 A0.2515 V3.033 V5.984 A0.515 V1.839 V6.580 A115 V0.677 V7.162 A215 V0.092 V7.4507.A312第494章

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