一天一點(diǎn)基礎(chǔ)（續(xù)1）

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也就是說(shuō)，在線圈中插入鐵芯后電路的時(shí)間常數(shù)發(fā)生了變化
我們知道，RL電路的時(shí)間常數(shù)等于L/R，如上所述線圈的電感量增大了（因?yàn)椴迦肓髓F芯）而線圈的電阻值并沒(méi)有變化，即線圈的時(shí)間常數(shù)增大了

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那么我們就通過(guò)軟件模擬一下上述的過(guò)程把

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大家請(qǐng)看這張圖
這個(gè)圖主要的意思已經(jīng)標(biāo)注在圖中了。它是一個(gè)沒(méi)有在線圈中插入鐵芯時(shí)電路的等效電路圖。
請(qǐng)大家注意“等效電路”的概念
等效電路可以是一個(gè)簡(jiǎn)單元件的等效電路，也可以是一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的等效電路。例如我們把實(shí)際的線圈（電感器）等效為一個(gè)RL串聯(lián)電路（或RLC并聯(lián)電路），這是對(duì)元器件的等效電路。我們把555時(shí)基電路等效為一個(gè)理想的脈沖信號(hào)源，這是對(duì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效。所以，等效電路是一個(gè)泛泛的概念。至于等效到什么程度（用什么等效電路來(lái)表示）則要根據(jù)具體情況具體分析。一個(gè)原則是：等效電路不能和實(shí)際相脫離，也就是說(shuō)等效的結(jié)果不能是錯(cuò)誤的（但允許有一定的誤差）。

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在上面的等效電路中有兩個(gè)基本的變量：電感器的電壓VL(t)和電感器的電流IL(t)
其中，VL(t)即是脈沖信號(hào)源的輸出電壓Vs（即電感器的激勵(lì)電壓）。
需要新手朋友們注意，這里的電感器L是包含其電阻（電感器的直流電阻）的，并不是指“純電感”。

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這是對(duì)上述電路運(yùn)行“瞬態(tài)分析”的結(jié)果
其中，紅色的波形是VL(t)即Vs的波形，藍(lán)色波形是IL(t)的波形。
請(qǐng)大家注意，為了讓大家看的更清楚些，圖中波形是按比例縮放的（其幅度并不是實(shí)際值）。

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那么我們就分析一下這個(gè)波形，看看它有什么特點(diǎn)

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這是第一個(gè)脈沖時(shí)信號(hào)的波形
這個(gè)圖中，底部的黑線是零指示線
大家可以看到，當(dāng)激勵(lì)電壓Vs（即電感器電壓VL(t)）由零躍變到Vmax（幅值）的瞬間，電感器的電流（藍(lán)色波形）是等于零的。這就說(shuō)明：電感器的電流不能躍變。電壓躍變到幅值后在一段時(shí)間內(nèi)保持不變（常數(shù)），這段時(shí)間即脈沖寬度。在這個(gè)電路中脈沖寬度為1.7mS（毫秒）。大家已經(jīng)看到，在這段時(shí)間內(nèi)電感器的電流IL(t)是按照指數(shù)規(guī)律上升到穩(wěn)態(tài)值的。我們知道這個(gè)電感器的電感量等于70mH（毫亨），電阻值等于200歐姆，那么它的時(shí)間常數(shù)就等于：0.07/200=350uS（微秒）。我們知道，大約經(jīng)過(guò)3~5倍的時(shí)間常數(shù)后，電流近似的達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。我們按5倍的時(shí)間常數(shù)計(jì)算，即5*350uS=1.75mS。也就是說(shuō)，我們可以認(rèn)為經(jīng)過(guò)1.75mS以后電流即達(dá)到穩(wěn)態(tài)值Imax。在這個(gè)電路中Imax=2.5/200=12.5mA。
我們知道，激勵(lì)信號(hào)Vs的脈沖寬度等于1.7mS，因此在激勵(lì)信號(hào)Vs的高電平期間，電感器電流基本上達(dá)到了穩(wěn)態(tài)值Imax。
這就是電感電流的上升階段（由零到穩(wěn)態(tài)值）的過(guò)程。

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電感器電流變化的過(guò)程即磁場(chǎng)能量變化的過(guò)程

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這是電感器電流的下降過(guò)程
其中，底部的黑線是“零指示線”。
在脈沖電壓Vs的低電平期間（等于0V）脈沖電壓源等效為短路，電感器將通過(guò)電源Vs以及自身的電阻“放磁”。這個(gè)過(guò)程的快慢也取決于RL回路的時(shí)間常數(shù)L/R。在這個(gè)電路中“充磁”和“放磁”的時(shí)間常數(shù)是一樣的
大家可以看到當(dāng)電壓由穩(wěn)態(tài)值（2.5V）躍變到0V的瞬間，電感器的電流并沒(méi)有變化仍然保持電壓躍變以前的值，隨后電流IL(t)按照指數(shù)規(guī)律減小。
我們知道，電壓脈沖的周期是2.5mS，脈沖寬度（高電平時(shí)間）為1.7mS，那么其低電平期間就等于脈沖周期減脈沖寬度=2.5-1.7=0.8mS=800uS
我們又知道，在脈沖信號(hào)的高電平期間電感器的電流基本上達(dá)到了穩(wěn)態(tài)值。那么我們就不難判斷：在脈沖信號(hào)的低電平期間，由于時(shí)間短于高電平期間，所以在高電平期間“充有一定磁”的電感器，不能完全釋放完其磁場(chǎng)能量。這就是為什么在第二個(gè)電壓脈沖到來(lái)的瞬間（電壓由0V躍變到2.5V）電感器的電流為什么不是零的原因。

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大家可以看到，在第二個(gè)脈沖上沿時(shí)刻，電感器的電流IL(t)并不等于零（離黑色零指示線有一段距離）

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第二個(gè)電壓脈沖上沿以后，電感器電流由一個(gè)非零值開(kāi)始按照指數(shù)規(guī)律上升到穩(wěn)態(tài)值.....
以后的過(guò)程就不難分析了。電感器反復(fù)的“充磁”和“放磁”，而其存儲(chǔ)的磁場(chǎng)能量的多少與其電流IL(t)是密切相關(guān)的

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其實(shí)我們也可以讓這個(gè)電感器充分的充磁和放磁
怎么辦呢？
聰明的大家可能已經(jīng)猜到了：改變脈沖電壓的周期和脈沖寬度

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如圖所示，我們把激勵(lì)信號(hào)的脈沖寬度和周期均增大10倍
我們?cè)賮?lái)看一下電感器的電壓VL(t)和電流IL(t)的波形把。

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這就是當(dāng)激勵(lì)信號(hào)Vs（即電感器的電壓）的脈沖寬度和脈沖周期均增大10倍后，電感電壓（紅色）和電感電流（藍(lán)色）的波形了
激勵(lì)信號(hào)的高電平（等于2.5V）時(shí)間遠(yuǎn)大于RL電路的時(shí)間常數(shù)L/R；低電平（等于零）時(shí)間也遠(yuǎn)大于RL電路的時(shí)間常數(shù)L/R。因此電感器的電流可以上升到穩(wěn)態(tài)值2.5/200=12.5mA ，下降到零，即可以充分的“充磁與放磁”。

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今天就到這里吧，再見(jiàn)朋友們

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xuyaosong

850老師您好，有個(gè)問(wèn)題啊，在685樓，第一個(gè)高電平使得電流指數(shù)上升，然后低電平的時(shí)候電流指數(shù)下降，第二個(gè)高電平的時(shí)候電流有個(gè)初始值，這樣上升同樣的時(shí)間后是不是應(yīng)該能夠更快的上升到最大值，但是我看圖中好像一樣的啊，不知道是不是視覺(jué)的誤差還是我理解有誤啊？

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xuyaosong您好
首先俺不是老師。真的如此，俺從來(lái)沒(méi)有做過(guò)老師的
俺打掃過(guò)廁所，拾過(guò)酒瓶子.....但俺沒(méi)有做過(guò)虧心事。俺是弱勢(shì)群體中的一員
老師掙的錢比俺多多了，社會(huì)地位也高。俺可沒(méi)法比啊
俺只是一個(gè)普普通通的人，充其量是一個(gè)“一瓶醋不滿，半瓶醋晃蕩”人。
請(qǐng)大家直接稱呼俺850就好，老師就不敢當(dāng)

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xuyaosong提出的這個(gè)問(wèn)題很好，我們就一起探討一下吧

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大家知道，電路問(wèn)題是非常抽象的。因?yàn)椤半姟边@種東東一般是不可以被人直接感知的。那么它是不是就沒(méi)有規(guī)律了呢，當(dāng)然不是了。比方說(shuō)，我們可以通過(guò)儀器的測(cè)量間接的感知電的存在。我們也可以通過(guò)電的一些效應(yīng)感知電的存在
其實(shí)，人們所做的不過(guò)是在利用自然的規(guī)律而已
發(fā)現(xiàn)的規(guī)律被人們利用發(fā)明了各種各樣的東東，沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的規(guī)律人們?cè)谔剿鳌⒀芯浚�一旦發(fā)現(xiàn)了某種規(guī)律性就會(huì)搞出另外的東東。而這些都是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，是人們對(duì)感性世界的理性認(rèn)識(shí)。