电容给电感放电的问题请教

只看该作者 · 2011-5-12 09:27

一个刚充满电的电容并上一个电感，给电感放电，我看书上说线路中电流先是很小，到电容上的电放完的瞬间电流是最大的。和给电阻放电恰好相反，不理解为何给电感放电，电流是由小变大？:)

3万 · 2011-5-12 10:02

列出方程来看最清楚。
如果不懂这个方程，那么简单地从物理上说，电阻不会储存能量，只会消耗能量(转化成热)，理想电感则不会消耗能量，而是转换成另一种能量储存起来。“电容上的电放完的瞬间”电容中储存能量为零，完全转换成电感中储存能量，当然电感中能量最大，即电流最大。

只看该作者 · 2011-5-12 11:25

本帖最后由 jack_shine 于 2011-5-12 11:27 编辑

2# maychang
放电完成的瞬间，电容中储存能量为0，完全转化为电感中的能量，电感中的能量最大，这个我能理解，但说电感中的能量最大即电流最大，有点不理解。
电感两端的电压V=L*（di/dt),在放电的过程中，V>0,i只能向一个方向变化，所以说在放电完成时电流最大，这是从数学公式上理解的，有点从结果推导原因的嫌疑。
而电阻中的电流i=V/R,就很容易理解电流的变化情况了（YU）

只看该作者 · 2011-5-12 12:01

W=0.5LI²

2万 · 2011-5-12 12:33

to 3L：

给你个形象的类比模型——单摆。一小球用一根绳子吊在一固定点，然后推动小球使其摆动起来。忽略摆动过程中的所有阻尼损耗。

小球摆动中会有两种能量相互转换，其一是势能（表现为离最低点的高度），其二是动能（表现为摆动速度）。可见，小球在摆动位置的最低点时速度最大（能量全部表现为动能），而小球在摆动位置的最高点时速度为零（能量全部表现为势能）。

回到LC谐振回路，其电能同样可分成电场能（类比势能）和磁场能（类比动能）。电路参数上，电场能由电容的端电压来表征，而磁场能则由流过电感的电流来表征。LC谐振就是容感间的能量周期性相互转换（可由单摆类比）。如果将单摆的高度比作电压，而将单摆的速度比作电流的话，可以非常形象地动态观察和理解LCLC回路的谐振过程。

只看该作者 · 2011-5-12 12:45

LS前辈高见

只看该作者 · 2011-5-12 12:53

跟着学吧，他们两个太阳是两个领域的食物链最顶端！

1万 · 2011-5-12 13:04

老鱼想问：
如果电容量比较大，而电感量比较小，情况也是一样的吗？

3万 · 2011-5-12 13:28

8楼：
理想元件是一样的。

只看该作者 · 2011-5-12 22:25

5# HWM 我这里说电流最大的疑惑是，把电流最大从电子移动的角度去考虑的，也就是想问，为何电子在电容放电完成的瞬间电子移动的速度最快，各位老师是从能量转换的角度去说的，:) 说到磁场，就感觉挺玄乎的，现在功力不够，参悟不透。谢谢HWM教授，不惜笔墨耐心讲解

只看该作者 · 2011-5-12 22:31

简单来说，只要用“电感电流不能突变，电容电压不能突变”来理解就够了。

只看该作者 · 2011-5-13 08:29

5# HWM 我这里说电流最大的疑惑是，把电流最大从电子移动的角度去考虑的，也就是想问，为何电子在电容放电完成的瞬间电子移动的速度最快，各位老师是从能量转换的角度去说的，:) 说到磁场，就感觉挺玄乎的，现在功 ...
jack_shine 发表于 2011-5-12 22:25

谁告诉你为何电子在电容放电完成的瞬间电子移动的速度最快的，是累加的效果，速度最快的在电容放电的中间区域！

只看该作者 · 2011-5-13 09:14

12# 别叫我菜鸟 我是根据电流在放电完成的瞬间电流最大得出的电子移动的速度最快，有点想当然:)

只看该作者 · 2011-5-13 09:14

11# luping :handshake

2万 · 2011-5-13 09:27

最直观的解释：电感上的电流不能突变。

2万 · 2011-5-13 12:35

to 10L：

其实这就是能量守恒关系（包括LC谐震和那个单摆）。

当电容放完电时（端电压为零）电容内无能量（电场为零），则根据能量守恒，其能量必定全部转移到了电感内（忽略热和辐射损耗）。自然那时回路中的电流最大，此电流由电感维持。但随着电感对电容的进一步反向充电（由感应电动势驱动），电流会逐步减小，直至降到零。此时，电感内的能量全部跑到了电容内部（同样符合能量守恒），所以这时电容的端电压（绝对值）达到了最大。

其实，只要仔细观察我前面给出的那个“单摆”模型，就能一目了然。

1万 · 2011-5-13 20:11

to 10L：

其实这就是能量守恒关系（包括LC谐震和那个单摆）。

当电容放完电时（端电压为零）电容内无能量（电场为零），则根据能量守恒，其能量必定全部转移到了电感内（忽略热和辐射损耗）。自然那时回路中的电流 ...
HWM 发表于 2011-5-13 12:35

这个可以理解。
但是就像我在8楼问的：电感量相对电容容量很小的时候，电感能存储的能力也是有限的，那其余的能力除了会被热和辐射消耗外，会不会大部分被中和掉了？

1万 · 2011-5-13 20:13

8楼：
理想元件是一样的。
maychang 发表于 2011-5-12 13:28

如果电感极限成一个导线，是不是能力基本转换成了热能？

只看该作者 · 2011-5-13 20:25

w=L*I*I
能量一定时，L值越小，电容放电结束时I越大

只看该作者 · 2011-5-13 21:15

本帖最后由 jack_shine 于 2011-5-13 22:02 编辑

据各位前辈的发言，我来总结一下：
1 流过电感线圈的电流和串联通路中别的直导线的电流相等（电流的连续性，不能想当然）
2 电容给电阻放电，电路中的电流在接通的瞬间就是最大值，没有延时，没有一个从无到有的建立过程，然后就是从最大值减小到0
3电容给电感放电，在接通以后，会有一个从无到有（从0到最大值）的建立过程（和电阻的区别），到最大值后再慢慢减小 [url][/url]

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