Wenn ich diese Schaltung habe, in der der Schalter bei t = 0 öffnet (nachdem er für eine unendliche Zeit geschlossen wurde, wodurch die Schaltung in einen stabilen Zustand versetzt wurde), für die ich versuche, die Spannung an R2 als Funktion der Zeit zu finden, brauche ich zunächst den Strom durch die Induktivität als Funktion der Zeit zu bestimmen. Dazu muss ich den Anfangsstrom durch die Induktivität finden. (Elementwerte ignorieren)
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Ich kann die Induktivität durch einen Kurzschluss ersetzen und Schaltungsvereinfachungen verwenden, um die Schaltung auf Folgendes zu reduzieren. Dies ist, bevor der Schalter bei t = 0 geöffnet wird, und verwenden Sie den Strom durch diese Schaltung als Anfangsstrom durch die Induktivität.
Simulieren Sie diese Schaltung
Nach t = 0 sagt mir mein Bauchgefühl, dass ich die Schaltung in zwei Teile vereinfachen kann, von denen einer den Induktor enthält und der andere ohne.
Simulieren Sie diese Schaltung
Welches Gesetz besagt, dass ich das tun kann? Liegt es daran, dass das Öffnen des Schalters bedeutet, dass zwischen beiden Seiten des Stromkreises keine Stromschleifen vorhanden sind?
Vielen Dank für Ihre Hilfe!
Dies wird durch das Ohmsche Gesetz gelöst. Wenn Sie sich den Schalter als unendlichen Widerstand vorstellen, dann muss, wenn Strom auf dem Draht direkt über dem Schalter im Schaltplan fließt, ein gleicher Betrag in die entgegengesetzte Richtung in den unendlichen Widerstand (Schalter) fließen, da es keinen anderen Weg dafür gibt der Strom, aus dem man zurückkommt. Jeder Strom in einem unendlichen Widerstand impliziert eine unendliche Spannung. Sie können davon ausgehen, dass Sie in keinem realistischen System eine unendliche Spannung haben. Daher muss der Strom durch den unendlichen Widerstand 0 sein, was impliziert, dass der Strom durch den Draht darüber auch 0 sein muss.
Außerdem impliziert ein Stromkreis eine geschlossene Schleife, wie hier zu sehen: "Ein elektrischer Stromkreis ist ein Netzwerk, das aus einer geschlossenen Schleife besteht, die einen Rückweg für den Strom bietet." http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_circuit
Vielleicht sollte ich auch erwähnen, dass das Spannungsgesetz von Kirkchhoff auch interessant werden würde, wenn Strom durch den Schalter fließen würde. Dies würde eine unendliche Spannung bedeuten, die dann aufgrund von KVL eine negative unendliche Spannung über dem Rest des Stromkreises bedeuten würde, der durch den oberen Draht geht. Offensichtlich ist es nicht möglich.
Die einzige Einschränkung, die ich hier erwähnen sollte, ist so etwas wie eine Antenne, bei der es physikalisch keinen geschlossenen Rückweg geben muss. Dies wird durch die Kapazität gegen Masse und die Tatsache gelöst, dass man eine Hochfrequenzwelle verwendet, um kurze Impulse durch die inhärente Kapazität an "Masse" zu senden. Der Punkt, den ich mache, ist, dass Sie durch die Kapazität in einem Stromkreis Strom durch eine "offene Schleife" senden können, dies jedoch nur für sehr kurze Zeiträume möglich ist. Das ist ein anderes Studiengebiet als das, was Sie hier machen. Sie führen eine gepulste Gleichstromanalyse durch, während eine Wechselstromanalyse interessant werden kann.
gwideman
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