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酱油启示录——72,一个“奇葩”帖的思考

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楼主

https://bbs.21ic.com/icview-679140-1-1.html


首先说明一下,量纲关系不是数学关系式,这是此帖所混淆的概念所在。含时间量纲的量多了去了,不能看到个时间量纲[T]就说其一定就与时间有关,譬如速度、频率、电流和功率等等。

下面仔细说明一下 u = L di/dt 的由来:

由《电磁学》可知,存在关系

    Φ = L(i,t) i

其中,Φ是磁链,i是电流,L(i,t)是一般与i和t都有关的函数。根据法拉第电磁感应定律有关系

    u = dΦ/dt = (d/dt)(L(i,t)i)

这就是电感关于u和i的一般关系式(注意,这里采用了关联或无源符号约定)。显然,若要进一步表达此式的话得用点《数学》,具体为

    u = (∂L/∂i di/dt + ∂L/∂t) i + L(i,t) di/dt

到此作几个假设:

1)L(i,t)与t无关,即为L(i),则有关系

    u = (∂L/∂i di/dt) i + L(i) di/dt

这叫时不变。

2)L(i,t)与i无关,即为L(t),则有关系

    u = (∂L/∂t) i + L(t) di/dt

这叫线性。

3)L(i,t)与t和i都无关,则为常数L,侧有关系

    u = L di/dt

这叫线性时不变(LTI)。


好了,那看看线性时不变的电感能玩出点什么玩意儿。

对 u = L di/dt 求积分得

    ∫u dt = L i

需注意,这里的u和i都是时间t的函数,即严格应该表示成

    ∫u(t) dt = L i(t)

进一步令u(t)为恒定电压(恒压源),表示为U,得

    U t = L i(t)



    i(t) = (U/L)t

这表明,若理想的线性时不变电感两端加一个理想恒压源,电感上的电流呈线性增加。这和电阻(欧姆定律)有着根本区别。这个关系应用甚广,而由此还引入了所谓“伏秒积”的概念。

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沙发
Siderlee| | 2014-2-8 12:44 | 只看该作者
RE

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板凳
那么电感与时间到底有没有关系呢?这个问题若用一句话来回答,应该怎么说才正确?

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地板
路过打酱油。。|  楼主 | 2014-2-8 17:27 | 只看该作者
自由能源探索者 发表于 2014-2-8 14:17
那么电感与时间到底有没有关系呢?这个问题若用一句话来回答,应该怎么说才正确? ...

前面说了,实际的L一般与时间和电流都有关系,但这不是从那什么“量纲分析”来的。最直接的时变就是人为地调节L(如变动磁芯),此外还有几何形变和材质老化以及环境变异等因素。

但是,“电路”里面所讨论的是器件模型,模型在一定的近似简化意义下是可以被认定为具备某种不变性的,只要不导致理论上的矛盾且实际能近似接受即可。在此就是假定了电感是个线性时不变的理想器件。

一定要用一句话来回答,那就是理想电感的电感量L是被假定为不随时间变化的

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5
路过打酱油。。 发表于 2014-2-8 17:27
前面说了,实际的L一般与时间和电流都有关系,但这不是从那什么“量纲分析”来的。最直接的时变就是人为 ...

哈哈,说了一圈又绕回来了,L还是与T相关

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路过打酱油。。|  楼主 | 2014-2-8 18:00 | 只看该作者
自由能源探索者 发表于 2014-2-8 17:41
哈哈,说了一圈又绕回来了,L还是与T相关

这有何好奇怪的? 如同今天的你并不是昨天的你,但这并不会导致别人隔天认错了你。此中道理就是那么的简单....

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7
Siderlee| | 2014-2-8 20:50 | 只看该作者
自由能源探索者 发表于 2014-2-8 17:41
哈哈,说了一圈又绕回来了,L还是与T相关

这娃没救了

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8
leehp| | 2014-2-8 22:36 | 只看该作者
:dizzy:

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