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LC电路 充电放电先申明是最基本的LC电路,只有L 和 C .LC电路中,(先从电容放电瞬间开始)因为有电压,没有电阻,

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/04 03:32:33
LC电路 充电放电
先申明是最基本的LC电路,只有L 和 C .
LC电路中,(先从电容放电瞬间开始)因为有电压,没有电阻,虽然放电过程中电压减小,但电流可以到很大,有因为有电感的原因,所以电流是慢慢增加上去的,一直到电容的电压为0.此时电流有减小的趋势,电感对电容反向充电,但是我觉得只要充一点点电,电容就有开始放电.我认为电感对电容的充电 和 电容自身的放电是同时进行的,但为什么事实是一段一段进行的.放-充-放-充.
还有就是 Ldi/dt=q/C 即 电感的感生电动势=电容的电动势 这不就没电流了么.
你说的模型是LC振荡电路的零输入响应.
首先,LC电路中,虽然没有电阻,不会消耗能量,但是电流仍然不会达到很大,因为有“阻抗”的存在,电流的大小与初始条件及L、C值有关.固定频率为实部为0的共轭复数:设为正负jX,则uC与iL的波形则均为角频率为X的正弦波.
过程是这样的:为易于理解,从uC正向最大时,即iL=0时开始分析:C正向放电,L充电,C存储的电场能转化为磁场能存储到L中,直到uC=0时,C存储的电场能已全部转化为L的磁场能,此时L储存的磁场能最大,但电流为0;然后L开始放电,电流与之前方向相反,为C反向充电,此时L的磁场能转化为电场能存储到C中,直到iL再次为0时,C电压反向最大;然后C再反向放电,按上述对应规律振荡下去.
如果用具体分析,可以列出uC(t)与iL(t)的表达式,那样就知道会有电流存在及变化规律了.
再问: 我最主要的意思就是,为什么一定要是电能完全转换掉之后,磁能才开始转换为电能。电容的充放电应该是取决于电容的电压 和 电感的电压。
再答: 上边的第三段过程分析中有几个地方写错了,在此纠正:1、uC从正向最大降到0时,电路中的电流是从0升到最大(而不是0),之后电流逐渐减小,但电流方向不变(可以设此时电容上的电流方向为负,因为电容上的电压与电流此时是非关联参考方向),C被反向充电,直到电流为0,此时C反向电压最大,之后C开始放电,电流与之前相反(正向);当C放电到uC=0时,电流达到正向最大,然后再为C充电,直到uC正向最大,电流也降到正向的0,一个周期结束。 电容中电流与其电压对时间的变化率成正比,即iL(t)=Cdu/dt;电感中的电压与其电流对时间的变化率成正比,即uL(t)=Ldi/dt。 对于“为什么一定要是电能完全转换掉之后,磁能才开始转换为电能”,是电路中的两个基本定律:基尔霍夫电压定律(KVL)与基尔霍夫电流定律(KCL)及电容、电感的电流电压关系共同约束的结果。也许你可以这样理解,只要电路中有电流,L中就储存了磁场能,但是因为前面的各种约束,导致L不能释放出其所存储的磁场能,只有达到一定条件时,磁场能才会被释放出来。 另外,在这个电路中,电容的电压与电感的电压大小是时刻相等的(方向相反),就是uC(t)+uL(t)=0(KVL定律),充放电与电容、电感上的电压没有直接关系。 “在半个周期里,电容上的电压会达到某一个非波峰值两次,但这两次应该是一个放电一个充电”,你说的应该是电容上电压方向相同的,大小也相同的两个值吧,这两个时刻电路中的电流方向相反,电容上的电压一个是在增加,一个在减小,增加的就是电容在充电,减小的就是电容在放电。 Ldi/dt是瞬时量,即uL(t),而q/C中的q是电流对时间的积分,非瞬时量,它们没有等价关系。 分析这个问题时,你可以把uC(t)与iL(t)波形画出来,看图分析会更直观一些,便于理解,印象深刻。 其实,有时候不用太去纠结于太细节的东西,会浪费很多精力,记住了,会应用,就够了。感觉我曾经就在这上面失去了很多,因为我们精力有限,要把精力花在最有价值的地方。 祝学业有成!