一文看懂電感的瞬態(tài)響應(yīng)

電感器與電容器具有完全相反的特性。電容器在電場中儲存能量（由兩塊極板之間的電壓產(chǎn)生），而電感器在磁場中儲存能量（由通過導(dǎo)線的電流產(chǎn)生）。因此，電容器中儲存的能量會試圖維持其兩端電壓恒定，而電感器中儲存的能量則會試圖維持其繞組中電流恒定。

正因為如此，電感器會反對電流的變化，這與電容器反對電壓變化的行為正好相反。一個完全未充電的電感器（沒有磁場），其電流為零，當(dāng)連接到電壓源時，最初會表現(xiàn)為開路（因為它試圖維持零電流），在其兩端產(chǎn)生最大電壓。

隨著時間推移，電感器中的電流會逐漸上升到電路允許的最大值，其端電壓則相應(yīng)下降。一旦電感器的端電壓降至最小值（對于“完美”電感器來說是零），電流就會保持在最大水平，此時它基本上表現(xiàn)為短路。

當(dāng)開關(guān)剛閉合時，電感器兩端的電壓會立刻躍升至電池電壓（表現(xiàn)得像開路），然后隨時間逐漸衰減至零（最終表現(xiàn)得像短路）。電感器兩端的電壓是通過計算通過電感器的電流在電阻R上產(chǎn)生的電壓降，再從電池電壓中減去該電壓值得到的。

當(dāng)開關(guān)剛閉合時，電流為零，然后隨時間逐漸增加，直到等于電池電壓除以1Ω串聯(lián)電阻。這種行為與串聯(lián)電阻 - 電容電路的行為正好相反，在串聯(lián)電阻 - 電容電路中，電流從最大值開始，而電容電壓為零。我們來看看用實際數(shù)值是如何體現(xiàn)的：

就像RC電路一樣，電感器電壓隨時間逐漸趨近于0伏，電流逐漸趨近于15安的過程是漸近的。不過，從實際應(yīng)用角度來看，我們可以認為電感器電壓最終會達到0伏，電流最終會等于最大值15安。

同樣的，我們可以使用SPICE電路分析程序，以更直觀的圖形形式來描繪電感器電壓的這種漸近衰減以及電感器電流的逐漸積累過程（電感器電流是通過測量電阻上的電壓降來繪制的，利用電阻作為分流器來測量電流）：

注意，電壓剛開始下降（在圖表左側(cè)）的速度非?？欤S著時間推移逐漸變慢。電流剛開始變化的速度也很快，但隨著時間推移趨于平穩(wěn)。不過，它是逐漸接近最大值（在量程右側(cè)），而電壓則是逐漸接近最小值。