Apa perilaku kapasitor dan induktor pada waktu t = 0?

Apakah kapasitor bertindak sebagai sirkuit terbuka atau sirkuit tertutup pada waktu t = 0? Mengapa? Bagaimana dengan induktor?

Saya mencobanya, dan yang saya dapatkan adalah ini: Awalnya ketika saya membuka sakelar, kapasitor bertindak seperti korsleting. Itu seharusnya tidak terjadi, bukan? Kapasitor harus memblokir DC. Saya mencoba dengan beberapa topi berbeda. Saya sangat kebingungan.

Jawaban singkat:

Induktor: at t=0seperti sirkuit terbuka di 't = infinite' seperti sirkuit tertutup (bertindak sebagai konduktor)

Kapasitor: pada t=0seperti sirkuit tertutup (hubung singkat) pada 't = tak terbatas' seperti sirkuit terbuka (tidak ada arus melalui kapasitor)

Jawaban panjang:

Sebuah biaya kapasitor diberikan oleh $Vt=V(1-e^{(-t/RC)})$ di mana V adalah tegangan yang diberikan ke sirkuit, R adalah resistansi seri dan C adalah kapasitansi paralel.

Pada daya instan yang tepat diterapkan, kapasitor memiliki 0v tegangan tersimpan dan sehingga mengkonsumsi arus tak terbatas secara teoritis dibatasi oleh resistansi seri. (Hubung singkat) Seiring berlalunya waktu dan muatan menumpuk, tegangan kapasitor naik dan konsumsi arus turun hingga tegangan kapasitor dan tegangan yang diberikan sama dan tidak ada arus yang mengalir ke kapasitor (sirkuit terbuka). Efek ini mungkin tidak langsung dikenali dengan kapasitor yang lebih kecil.

Halaman yang bagus dengan grafik dan beberapa matematika menjelaskan ini adalah http://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.html

Untuk induktor, kebalikannya adalah benar, pada saat power-on, ketika tegangan pertama kali diterapkan, ia memiliki resistansi yang sangat tinggi terhadap tegangan yang diubah dan membawa sedikit arus (sirkuit terbuka), seiring berjalannya waktu, ia akan memiliki resistansi rendah terhadap tegangan tetap dan membawa banyak arus (korsleting).

Induktansi dan kapasitansi adalah efek yang membatasi laju perubahan. Setelah semuanya beres, tidak ada perubahan lagi, dan mereka tidak memiliki efek lebih lanjut. Jadi dalam jangka panjang , kondisi mapan, kapasitor dan induktor terlihat seperti apa adanya; mereka bertindak seperti yang Anda harapkan mereka untuk bertindak jika Anda tahu bagaimana mereka dibangun, tetapi tidak tahu kapasitansi atau induktansi bahkan ada.

Induktor adalah kawat. Setelah jenuh inti, berperilaku seperti korsleting.

Kapasitor adalah celah antara dua konduktor. Setelah diisi, berperilaku seperti sirkuit terbuka.

Perilaku instan mereka adalah kebalikannya. Sampai mereka mengisi, topi bertindak seperti korsleting, dan induktor bertindak seperti korsleting terbuka.

Ketika Anda menghidupkan saklar ideal dari sumber tegangan ideal, ke kapasitor ideal Anda mendapatkan beberapa solusi aneh, dalam hal ini arus tak terbatas untuk waktu yang sangat kecil. Jadi sepertinya singkat tanpa waktu.

Solusi yang lebih realistis mencakup elemen yang lebih ideal untuk memodelkan dunia nyata, yang pertama mungkin merupakan serangkaian perlawanan.

Untuk kapasitor tidak bermuatan yang dihubungkan ke arde pin lainnya (sisi sakelar) juga berpotensi membumi. Saat Anda menutup sakelar , arus beralih ke ground, itulah yang dilihatnya. Dan arusnya sama dengan ketika Anda akan terhubung ke ground tanpa kapasitor: korsleting adalah korsleting.

Arus hubung singkat dengan cepat turun ketika muatan besar ini harus mencari jalan melalui resistansi seri kapasitor untuk mengisinya.

Untuk kapasitor:

$t=0$$V=0$

$t=\infty$$i=0$

Untuk induktor:

$t=0$$i=0$

$t=\infty$$V=0$

Karena kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik, kapasitor cenderung bertindak seperti baterai sel sekunder kecil, yang mampu menyimpan dan melepaskan energi listrik. Kapasitor yang terisi penuh mempertahankan volt nol di terminalnya, dan kapasitor yang terisi daya mempertahankan jumlah tegangan yang stabil di terminalnya, seperti baterai. Ketika kapasitor ditempatkan di sirkuit dengan sumber tegangan lain, kapasitor akan menyerap energi dari sumber-sumber tersebut, sama seperti baterai sel sekunder akan terisi daya akibat dihubungkan ke generator. Kapasitor yang benar-benar kosong, yang memiliki tegangan terminal nol, pada awalnya akan bertindak sebagai korsleting ketika dihubungkan ke sumber tegangan, menarik arus maksimum saat mulai membangun muatan. Seiring waktu, tegangan terminal kapasitor naik untuk memenuhi tegangan yang diberikan dari sumber, dan arus melalui kapasitor berkurang. Setelah kapasitor mencapai tegangan penuh sumber, kapasitor akan berhenti menarik arus dari sumber, dan pada dasarnya berperilaku sebagai sirkuit terbuka.

Saya suka memikirkan ini dalam hal persamaan diferensial mereka. Pada dasarnya persamaan sesaat untuk masing-masing adalah:

$V = L \cdot \dfrac{dI}{dt}$

$I = C \cdot \dfrac{dV}{dt}$

$\Big(\dfrac{dI}{dt}\Big)$

$\Big(\dfrac{dV}{dt}\Big)$$I = C \cdot \dfrac{1}{0.000001}$

Istilah diferensial untuk komponen ini yang membuatnya menarik. Jadi semakin tinggi tingkat perubahan semakin besar lonjakan V pada induktor, atau saya lonjakan kapasitor. Sedangkan arus untuk induktor dan tegangan untuk kapasitor terbatas pada apa yang diterapkan.

Kapasitor bertindak sebagai sirkuit terbuka ketika dalam kondisi mantap seperti ketika sakelar ditutup atau dibuka untuk waktu yang lama.

Segera setelah status sakelar diubah, kapasitor akan bertindak sebagai hubung singkat untuk waktu yang sangat singkat tergantung pada konstanta waktu dan setelah dalam keadaan itu untuk beberapa waktu, kapasitor akan terus berperilaku sebagai sirkuit terbuka. Dan untuk induktor itu akan berperilaku sebagai arus pendek dalam kondisi mapan dan sirkuit terbuka ketika ada perubahan arus.

Kapasitor bertindak seperti korsleting pada t = 0, alasan kapasitor memiliki arus listrik di dalamnya. Induktor bertindak seperti sirkuit terbuka pada awalnya sehingga tegangan mengarah pada induktor karena tegangan muncul langsung di terminal terbuka induktor pada t = 0 dan karenanya mengarah.

Anda dapat melihat video saya yang membicarakan hal ini (respons langkah) di sini:

https://www.youtube.com/watch?v=heufatGyL1s

Pada dasarnya, sebuah kapasitor menolak perubahan tegangan, dan induktor menolak perubahan arus. Jadi, pada t = 0 kapasitor bertindak sebagai hubung singkat dan induktor bertindak sebagai sirkuit terbuka.

Dua video pendek ini mungkin juga bermanfaat, mereka melihat 3 efek kapasitor dan induktor:

https://www.youtube.com/watch?v=m_P1rvhEeiI&index=7&list=PLzHyxysSubUlqBguuVZCeNn47GSK8rcso&t=101s

cukup ingat kapasitor naik tegangan dari 0 ke tinggi, sehingga pada intitally pada kapasitor ov bertindak sebagai ckt pendek dan untuk tutup tegangan tinggi bertindak sebagai ckt terbuka, balikkan jika induktor