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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)
即
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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