Lyhyt vastaus:

Induktori: kohdassa t = 0 on kuin avoin piiri kohdassa 't = ääretön' on kuin suljettu piiri ( toimii johtimena)

Kondensaattori: kohdassa t = 0 on kuin suljettu piiri (oikosulku) kohdassa 't = ääretön' on kuin avoin piiri (ei virtaa kondensaattorin läpi )

Pitkä vastaus:

Kondensaattorien varauksen antaa \ $ Vt = V ( 1-e ^ {(- t / RC)}) \ $ missä V on piiriin syötetty jännite, R on sarjaresistanssi ja C on rinnakkaiskapasitanssi.

Tarkalla hetkellisellä teholla kondensaattorissa on 0 V varastoitua jännitettä, joten se kuluttaa teoreettisesti ääretöntä virtaa, jota sarjavastus rajoittaa. (Oikosulku) Ajan jatkuessa ja varauksen kertyessä kondensaattoreiden jännite nousee ja sen virrankulutus laskee, kunnes kondensaattorin jännite ja käytetty jännite ovat yhtä suuret eikä virtaa virtaa kondensaattoriin (avoin piiri). Tätä vaikutusta ei välttämättä tunnista välittömästi pienemmillä kondensaattoreilla.

Mukava kaavioilla ja tätä selittävällä matematiikalla varustettu sivu on http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.html

Induktorin kohdalla on päinvastoin, kun käynnistyshetkellä, kun jännite kytketään ensin, sillä on erittäin suuri vastus muutetulle jännitteelle ja se kuljettaa vähän virtaa (avoin piiri ), ajan mittaan, sillä on pieni vastus vakaa jännitteelle ja se kuljettaa paljon virtaa (oikosulku).

Induktanssi ja kapasitanssi ovat vaikutuksia, jotka rajoittavat muutosnopeutta. Kun asiat ovat selvinneet, muutosta ei enää ole, eikä niillä ole enää vaikutusta. Joten pitkällä aikavälillä vakaan tilan kondensaattorit ja induktorit näyttävät siltä kuin ne ovat; ne toimivat kuin odottaisit heidän toimivan, jos tietäisit kuinka ne on rakennettu, mutta et tiennyt kapasitanssia tai induktanssia edes olemassa.

Induktori on lanka. Sen jälkeen kun se kyllästää ytimen, se käyttäytyy oikosulun tavoin.

Kondensaattori on aukko kahden johtimen välillä. Latautumisen jälkeen se käyttäytyy kuin avoin piiri.

Heidän hetkellinen käyttäytymisensä on päinvastainen. Kunnes ne latautuvat, korkki toimii kuin oikosulku ja induktori toimii kuin avoin piiri.

Kun kytket ihanteellisen kytkimen ihanteellisesta jännitelähteestä ihanteelliseen kondensaattoriin, saat joitain outoja ratkaisuja, tässä tapauksessa ääretöntä virtaa äärettömän pieneksi ajaksi. Joten se näyttää lyhyeltä ilman aikaa.

Realistisemmissa ratkaisuissa on enemmän ihanteellisia elementtejä todellisen maailman mallintamiseksi, ensimmäinen saattaa olla sarjan vastus.

Maadoitettuun lataamattomaan kondensaattoriin toinen nasta (kytkimen sivu) on myös maapotentiaalissa. Heti kun suljet kytkimen virta siirtyy maahan, niin se näkee. Ja virta on sama kuin silloin, kun liität maadoitukseen ilman kondensaattoria: oikosulku on oikosulku.

Tämä oikosulkuvirta laskee nopeasti, kun tämän suuren varauksen on löydettävä tie läpi kondensaattorin sarjavastuksen ladata se.

Kondensaattorille:

$$ V (t) = V (1-e ^ {(- t / RC)}) $$

At \ $ t = 0 \ $, \ $ V = 0 \ $ joten kondensaattori käyttäytyy oikosulkuna.

$$ i (t) = \ frac {V} {R} \ cdot e ^ {(- t / RC)} $$

Kohdassa \ $ t = \ infty \ $, \ $ i = 0 \ $, joten kondensaattori käyttäytyy avoimena piirinä.

Induktorille :

$$ i (t) = \ frac {V} {R} \ cdot (1-e ^ {(- Rt / L)}) $$

At \ $ t = 0 \ $, \ $ i = 0 \ $ joten kela käyttäytyy avoimena piirinä.

$$ V (t) = V_e ^ {(- Rt / L)} $$

Kohdassa \ $ t = \ infty \ $, \ $ V = 0 \ $, joten kela käyttäytyy oikosuluna.

Haluan ajatella näitä niiden differentiaaliyhtälöiden perusteella. Kummankin hetkelliset yhtälöt ovat:

\ $ V = L \ cdot \ dfrac {dI} {dt} \ $ induktoreille

\ $ I = C \ cdot \ dfrac {dV} {dt} \ $ kondensaattoreille

Eroista näet nykyisen muutoksen nopeuden \ $ \ Big (\ dfrac {dI} {dt} \ Big) \ $, saat rajoittamattoman määrän hetkelliset jännitteen muutokset induktorissa. Induktorin yli indusoitu jännite on induktorin läpi kulkevan virran johdannainen: eli verrannollinen virran muutosnopeuteen ajan suhteen.

Samoin kondensaattoreille saat suuria virtamuutoksia perustuen jännitteen \ $ \ Big (\ dfrac {dV} {dt} \ Big) \ $ muutosnopeudesta. Kokeessasi jännite muuttui melkein heti sanomalla 0 V: sta 1 V: seen 1us: ssa. Tämä tekee \ $ I = C \ cdot \ dfrac {1} {0.000001} \ $ (mikä voi olla melko suuri).

Juuri näiden komponenttien eroehdot tekevät niistä mielenkiintoisia. Siksi mitä suurempi muutosnopeus on, sitä suurempi on V-piikki induktoreissa tai minä piikki kondensaattoreissa. Induktoreiden virta ja kondensaattoreiden jännite rajoittuvat siihen, mitä käytetään.

Koska kondensaattorit varastoivat energiaa sähkökentän muodossa, ne pyrkivät toimimaan kuin pienet sekundaariparistot, jotka kykenevät varastoimaan ja vapauttamaan sähköenergiaa. Täysin tyhjentynyt kondensaattori ylläpitää nolla volttia napojensa yli, ja ladattu kondensaattori ylläpitää tasaista jännitettä napojensa yli, aivan kuten akku. Kun kondensaattorit sijoitetaan piiriin muiden jännitelähteiden kanssa, ne absorboivat kyseisistä lähteistä peräisin olevaa energiaa, aivan kuten sekundäärikennoparisto latautuu generaattoriin kytkemisen seurauksena. Täysin purkautunut kondensaattori, jonka liitinjännite on nolla, toimii aluksi oikosuluna, kun se on liitetty jännitelähteeseen, vetämällä maksimivirtaa, kun se alkaa rakentaa varausta. Ajan myötä kondensaattorin liitäntäjännite nousee vastaamaan lähteestä tulevaa jännitettä ja kondensaattorin läpi kulkeva virta pienenee vastaavasti. Kun kondensaattori on saavuttanut lähteen täyden jännitteen, se lopettaa virran ottamisen siitä ja käyttäytyy olennaisesti avoimena piirinä.

Kondensaattori toimii avoimena piirinä, kun se on vakaassa tilassa, kuten silloin, kun kytkin on kiinni tai auki pitkään aikaan.

Heti kun kytkimen tilaa muutetaan, kondensaattori toimii oikosuluna äärettömän lyhyen ajan aikavakiosta riippuen ja oltuaan siinä tilassa jonkin aikaa, se käyttäytyy jälleen avoimena piiri. Ja induktorin kohdalla se käyttäytyy oikosuluna vakaassa tilassa ja avoimessa piirissä, kun virta muuttuu.

Kondensaattori toimii kuin oikosulku t = 0, mikä on syy siihen, että kondensaattorissa on johtava virta.Induktori toimii alun perin avoimen piirin tavoin, joten jännite johtaa induktoriin, kun jännite ilmestyy välittömästi induktorin avoimien napojen yli t = 0 ja siten johtaa.

Voit tarkistaa videoni, jossa puhutaan tästä (vaiheellinen vastaus) täältä:

https://www.youtube.com/watch?v=heufatGyL1s

Kondensaattori vastustaa periaatteessa jännitteen muutosta ja induktori vastustaa virran muutosta.Joten kun t = 0, kondensaattori toimii oikosuluna ja induktori toimii avoimena piirinä.

Nämä kaksi lyhyttä videota voivat myös olla hyödyllisiä, ja niissä tarkastellaan kondensaattoreiden ja induktorien kolmea vaikutusta:

https://www.youtube.com/watch?v=m_P1rvhEeiI&index=7&list=PLzHyxysSubUlqBguuVZCeNn47GSK8rcso&t=101sp>

Muista vain, että kondensaattori nousee jännitteestä 0: sta korkeaan, joten aluksi ovella kondensaattori toimii lyhyenä ckt: na ja suurjännitekorkki avoimena ckt: nä, päinvastaisessa tapauksessa kelan ollessa