目录
1 电感充放电基础知识及Multisim电路仿真
1.1 电感充放电基础知识
一、电感的核心特性
二、充电(通电)过程(S1开关置于1)
三、放电(断电)过程(S1开关置于1)
四、充放电最关键对比
五、和电容对比
六、最实用结论
1.2 电感充放电Multisim电路仿真
一、 波形核心结论
二、 关键参数与理论验证
三、 为什么是 “指数上升”?
一、波形解读:典型的指数衰减放电
二、放电的物理本质
三、与充电过程的对比总结
2 LR滤波电路基础知识及Multisim电路仿真
2.1 LR滤波电路基础知识
一、核心原理
二、典型电路结构
三、关键性能指标
四、与 RC 滤波的对比
五、应用场景
六、注意事项
2.2 LR滤波电路Multisim电路仿真
串联式 LR 低频滤波Multisim电路仿真
并联式 LR 高频滤波Multisim电路仿真
3 LC的幅频特性和相频特性Multisim电路仿真
3.1 串联 LC 电路(带电阻 R)
3.2 并联 LC 电路(带电阻 R)
3.3关键结论
摘要:本文系统介绍了电感充放电原理及LR/LC滤波电路的Multisim仿真。电感具有"电流不能突变"特性,充电时电流指数上升,放电时产生高压尖峰,需加续流二极管保护。LR滤波利用电感感抗随频率变化特性实现低通/高通滤波,截止频率fc=R/2πL。LC电路具有谐振特性,串联时谐振阻抗最小(带通),并联时阻抗最大(带阻),谐振频率f0=1/(2π√LC)。通过Multisim仿真验证了理论分析,包括充放电波形、幅频相频特性等,为电子电路设计提供了重要参考。
更多内容可点击——>
硬件工程师成长之路——知识汇总(持续更新)
硬件工程师成长之路——知识汇总(持续更新)
硬件工程师成长之路——知识汇总(持续更新)
1 电感充放电基础知识及Multisim电路仿真
1.1 电感充放电基础知识
一、电感的核心特性
电感:电流不能突变,电压可以突变
口诀:阻交流、通直流;阻电流变化
二、充电(通电)过程(S1开关置于1)
如上图所示,给电感L1两端突然加电压V1:
- L1两端电流不能立刻变大,会慢慢上升
- 电感L1会产生反向感应电动势,阻碍电流增大
- 此时电感储存磁场能量
- 稳态后(直流):电感相当于导线
公式:U=L* di/dt
电压 = 电感量 × 电流变化率
三、放电(断电)过程(S1开关置于1)
如上图所示,电感L1充电后突然断开电源:
- L1两端电流不能立刻消失,会慢慢减小
- 电感L1会产生巨大的正向感应电压(反向电动势/尖峰电压)
- 电感拼命维持电流,把磁场能变回电能
- 没有泄放回路 → 产生高压,容易烧管子(图中使用R1释放能量)
这就是为什么开关电源、继电器必须加续流二极管。
四、充放电最关键对比
状态 | 电流 | 电压 | 能量 | 作用 |
充电 | 逐渐增大 | 左正右负(阻碍) | 储存磁场能 | 阻碍电流变大 |
放电 | 逐渐减小 | 极性反转(维持) | 释放磁场能 | 阻碍电流变小 |
一句话总结:
电感永远在 “拖后腿”,不让电流变快,也不让电流变慢。
五、和电容对比
电容:电压不能突变,喜欢稳压
电感:电流不能突变,喜欢稳流
六、最实用结论
- 直流稳态:电感 =导线
- 开关瞬间:电感 =高压源
- 开关电路必须加续流二极管泄放能量
- 电感越大,电流变化越慢,尖峰电压越大
1.2 电感充放电Multisim电路仿真
电感充电仿真过程图
一、 波形核心结论
如上图所示,红色线条表示电感电流 I(L1) 的典型充电波形
输入:信号源提供5V,1HZ,50%占空比的方波输入信号
初始时刻(0μs):电流为0A,且斜率最大(变化最快)。
过程中:电流逐渐上升,但上升的速度越来越慢。
稳态(约 50μs后):电流趋于恒定值(约 100mA),曲线变得平缓。
二、 关键参数与理论验证
结合左侧函数发生器和电路参数,我们可以用公式验证这个结果
仿真参数 | 数值 | 理论计算与分析 |
输入电压 |