Cuộn cảm liên hệ biến thiên dòng với điện áp

Dòng mang trạng thái tích trữ

Với cuộn cảm lý tưởng, điện áp là $v=L\,di/dt$ và năng lượng $E=Li^2/2$. Dòng không thể nhảy tức thời nếu không có xung điện áp tức thời. Tại DC ổn định, cuộn cảm lý tưởng có điện áp 0 và như ngắn mạch. Dây quấn thực giữ điện trở và lõi có hành vi phụ thuộc dòng, nên “ngắn mạch tại DC” không có nghĩa dây không tổn hao ở mọi dòng.

Đặt 1 V không đổi giữa hai đầu 10 mH thay đổi dòng tại 100 A/s. Bắt đầu từ 0, dòng tăng 100 mA trong 1 ms nếu điện áp giữ nguyên. Năng lượng tại 100 mA là $0.01\times0.1^2/2=50$ μJ. Dốc tiếp tục cuối cùng gặp giới hạn nguồn hoặc linh kiện; chỉ công thức lý tưởng không tạo dòng tối đa an toàn.

Thêm điện trở

Nối bước 3.3 V vào điện trở 330 Ω nối tiếp cuộn cảm 10 mH. Dòng cuối là 10 mA, hằng số thời gian $\tau=L/R=30.303$ μs. Bắt đầu từ 0, $i(t)=10\text{ mA}(1-e^{-t/\tau})$. Sau một hằng số thời gian, dòng là 6.3212 mA. Cuộn cảm ban đầu nhận toàn bộ điện áp nguồn; điện áp nó tiến về 0 khi dòng ổn định.

So với tụ: điện áp tụ và dòng cuộn cảm là đại lượng giữ liên tục khi chuyển mạch với nguồn hữu hạn. Theo dõi đúng trạng thái tích trữ tránh lỗi thường gặp trong bài điều kiện đầu.

Mở đường dẫn đổi mô hình

Nếu cuộn cảm mang dòng bị ngắt đột ngột, nó tạo điện áp để tiếp tục dòng qua đường ký sinh hay bảo vệ tồn tại. Diode hồi tiếp là đường có chủ ý thường dùng, nhưng điện áp, năng lượng và hành vi suy giảm cần tính mạch. Đừng kết luận công tắc mở làm dòng lưu thành 0 ngay.

Khi mô phỏng chuyển tiếp RL, thêm điện trở nối tiếp và đường dòng về có ý nghĩa vật lý. Nêu có tính điện trở dây quấn trong R không. Dự đoán 30.303 μs từ danh định chỉ hữu ích nếu tổng điện trở nối tiếp và điện cảm thực khớp giả định.