RL 电路中的磁场能量

线圈反对电流突变

电感是将能量存入磁场并阻碍电流变化的线圈，L 表示电感量。RL 是 Resistor Inductor，即电阻电感电路。毫亨（mH）是千分之一亨利，毫秒（ms）是千分之一秒，毫焦（mJ）是千分之一焦耳能量。

实验台

改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。

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工作原理

电压阶跃后的理想线圈，初始储能为零。时间选择观测时刻，不是真实时钟；不模拟绕组电阻、磁饱和或关断电压尖峰。

Vs 是施加电压，R 是串联电阻，L 是电感量，t 是开启后时间。τ = L/R；I(t) = Vs/R × (1 − exp(−t/τ))；exp 是指数函数。线圈电压 = Vs × exp(−t/τ)；储能 E = ½LI²。

难度

搭建 · 搭建电路
开启 5 V、100 Ω、100 mH、1 ms。读出约 31.606 mA。
需要提示？
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → 31.606 mA
探索 · 改变一个参数
在 5 V、100 Ω、100 mH 下选时间，使电流至少 49 mA，线圈电压不超过 0.1 V。
需要提示？
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 4 ms → 49.084 mA; 0.092 V
独立解题 · 完成挑战
在 5 V、50 Ω、200 mH 下选时间，使电流为 62–64 mA，储能为 0.38–0.42 mJ。
需要提示？
Vs = 5 V; R = 50 Ω; L = 200 mH; t = 4 ms → 63.212 mA; 0.400 mJ

延伸阅读与电路配方

经过一个时间常数，电流达到最终值约 63.2%；经过五个，超过 99%。

真实线圈在关断时试图维持电流。续流保护为它提供路径；本模型不模拟尖峰。

电感阻碍的是电流变化，不是稳定电流本身。稳定后理想线圈的电压趋近于零。