時間t = 0でのコンデンサーとインダクターの挙動は何ですか？

コンデンサは時間t = 0で開回路または閉回路として機能しますか？どうして？インダクタはどうですか？

私はそれを試してみました、そして私が得たのはこれでした：最初にスイッチを開いたとき、コンデンサは短絡のように振る舞いました。それは起こってはいけないことですよね？コンデンサでDCをブロックする必要があります。数種類のキャップを試してみました。私は非常に混乱しています。

短い答え：

インダクタ：at t=0は「t = infinite」の開回路のようなものです閉回路のようなものです（導体として機能）

コンデンサ：at t=0は閉回路（短絡）に似ています。't= infinite 'は開回路に似ています（コンデンサに電流が流れません）。

長い答え：

コンデンサの電荷は、$Vt=V(1-e^{(-t/RC)})$で与えられます。ここで、Vは回路への印加電圧、Rは直列抵抗、Cは並列容量です。

電力が正確に印加されると、コンデンサには0Vの電圧が保存されるため、直列抵抗によって制限される理論的に無限の電流を消費します。（短絡）時間が経過して電荷が蓄積されると、コンデンサの電圧が上昇し、コンデンサの電圧と印加電圧が等しくなり、コンデンサに電流が流れなくなるまで消費電流が減少します（開回路）。この効果は、小さなコンデンサではすぐに認識されない場合があります。

これを説明するグラフといくつかの数学のある素敵なページはhttp://webphysics.davidson.edu/physlet_resources/bu_semester2/c11_rc.htmlです

インダクタの場合、逆のことが当てはまります。電源投入の瞬間、電圧が最初に印加されたとき、変化した電圧に対して非常に高い抵抗を持ち、電流がほとんど流れません（開回路）。安定した電圧への低い抵抗および多くの電流を運んで下さい（短絡）。

インダクタンスとキャパシタンスは、変化率を制限する効果です。一旦落ち着いたら、それ以上の変化はなく、それ以上の効果はありません。したがって、長期的には、定常状態では、コンデンサーとインダクターはそれらのように見えます。それらがどのように構成されているかを知っていれば、それらが機能すると期待するように機能しますが、静電容量またはインダクタンスが存在することさえ知りませんでした。

インダクタはワイヤーです。コアが飽和すると、短絡のように動作します。

コンデンサは、2つの導体間のギャップです。充電後、開回路のように動作します。

瞬時の動作は逆です。充電するまで、キャップは短絡のように機能し、インダクタは開回路のように機能します。

理想的な電圧源から理想的なコンデンサへの理想的なスイッチをオンにすると、いくつかの奇妙な解決策が得られます。この場合、無限の時間にわたって無限の電流が流れます。だから、短い時間のように見えます。

より現実的なソリューションには、現実世界をモデル化するためのより理想的な要素が含まれます。最初の要素は直列抵抗かもしれません。

接地された充電されていないコンデンサの場合、もう一方のピン（スイッチの側面）も接地電位になります。スイッチを閉じると、電流がグランドに流れます。それが表示されています。また、電流は、コンデンサなしでグランドに接続する場合と同じです。短絡は短絡です。

この大きな電荷がコンデンサの直列抵抗を介して充電する必要がある場合、その短絡電流は急速に低下します。

コンデンサの場合：

$t=0$$V=0$

$t=\infty$$i=0$

インダクタの場合：

$t=0$$i=0$

$t=\infty$$V=0$

コンデンサは電界の形でエネルギーを蓄積するため、小さな二次電池のように機能する傾向があり、電気エネルギーを蓄積および放出できます。完全に放電されたコンデンサは、端子間でゼロボルトを維持し、充電されたコンデンサは、電池のように、端子間で一定量の電圧を維持します。コンデンサが他の電圧源とともに回路に配置されると、発電機に接続された結果として二次電池が充電されるように、それらはそれらの源からエネルギーを吸収します。端子電圧がゼロの完全に放電したコンデンサは、電圧源に接続すると最初は短絡回路として機能し、充電を開始すると最大電流を引き出します。時間が経つにつれて、コンデンサの端子電圧が上昇し、ソースからの印加電圧に適合し、コンデンサを流れる電流はそれに応じて減少します。コンデンサがソースの最大電圧に達すると、コンデンサから電流が流れなくなり、基本的に開回路として動作します。

これらを微分方程式の観点から考えるのが好きです。基本的に、それぞれの瞬間方程式は次のとおりです。

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

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

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

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

興味深いのは、これらのコンポーネントの微分項です。したがって、変化率が高いほど、インダクタのVスパイク、またはコンデンサのIスパイクが大きくなります。一方、インダクタの電流とコンデンサの電圧は、適用されるものに制限されます。

コンデンサは、スイッチが長時間閉じたり開いたりするような定常状態にあるとき、開回路として機能します。

スイッチの状態が変更されるとすぐに、コンデンサは時定数に応じて非常に短い時間短絡回路として機能し、しばらくその状態になった後、再び開回路として動作し続けます。また、インダクタの場合、定常状態では短絡回路として動作し、電流に変化がある場合は開回路として動作します。

コンデンサはt = 0での短絡のように動作します。これは、コンデンサに電流が流れるためです。インダクタは最初は開回路のように動作するため、t = 0でインダクタの開放端子に電圧が瞬時に現れるため、電圧はインダクタ内を進み、したがってリードします。

これについて説明している私のビデオ（ステップ応答）をここでチェックできます。

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

基本的に、コンデンサは電圧の変化に抵抗し、インダクタは電流の変化に抵抗します。したがって、t = 0の場合、コンデンサは短絡回路として機能し、インダクタは開回路として機能します。

これらの2つの短いビデオも役立つ場合があります。コンデンサとインダクタの3つの効果を調べます。

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

コンデンサが電圧を0から高に上昇させることを覚えておいてください