Магнитная энергия в цепи RL

Катушка против резких изменений тока

Катушка индуктивности хранит энергию в магнитном поле и противодействует изменению тока; L обозначает индуктивность. RL — Resistor Inductor, цепь резистор–катушка. Миллигенри (mH) — тысячная часть генри, миллисекунда (ms) — тысячная часть секунды, миллиджоуль (mJ) — тысячная часть джоуля энергии.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Почему это работает

Идеальная катушка без начальной энергии после скачка напряжения. Время выбирает момент отсчёта, а не запускает часы; сопротивление обмотки, магнитное насыщение и выброс при выключении исключены.

Vs — приложенное напряжение, R — последовательное сопротивление, L — индуктивность, t — время после включения. τ = L/R; I(t) = Vs/R × (1 − exp(−t/τ)); exp — экспоненциальная функция. Напряжение катушки = Vs × exp(−t/τ); энергия E = ½LI².

Сложность

Собери · Собери
Включи 5 V, 100 Ω, 100 mH и 1 ms. Получи около 31.606 mA.
Нужна подсказка?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → 31.606 mA
Исследуй · Измени одну величину
При 5 V, 100 Ω и 100 mH выбери время для тока не ниже 49 mA и напряжения катушки не выше 0.1 V.
Нужна подсказка?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 4 ms → 49.084 mA; 0.092 V
Реши сам · Реши задачу
При 5 V, 50 Ω и 200 mH выбери время для тока 62–64 mA и энергии 0.38–0.42 mJ.
Нужна подсказка?
Vs = 5 V; R = 50 Ω; L = 200 mH; t = 4 ms → 63.212 mA; 0.400 mJ

Дополнительные материалы и карточки схем