先看两个基础公式


电感

电感值yi d电流大小决定电感两端电压大小,电压是电流的导数(变化率)
$$
u_L=L\frac{di}{dt}
$$

变形:

$$
\frac{di}{dt}=\frac{u_L}{L}
$$

积分:
$$
i_L=\frac1L\int u_Ldt
$$

伏秒平衡

伏秒平衡不是玄学。

它只是:

电感不能越充越多

也不能:

越放越空

因此:

一个周期:

1
2
3
增加的电流
=
减少的电流

而由于:

电流变化由:

1
电压 × 时间

决定。

所以:

正伏秒 = 负伏秒

这就叫:

电感伏秒平衡

“伏秒平衡”真正平衡的不是时间

而是:

电压 × 时间

即:

正负电压积分面积相等


一、你说的情况

充电1秒放电99秒也遵循这个原理吗

例如:


导通1秒

电感电压:

1
+99V

持续:

1
1s

放电99秒

电感电压:

1
-1V

持续:

1
99s

则:

正伏秒:

$99\times1=99$

负伏秒:

$1\times99=99$

因此:

1
总伏秒 = 0

于是:

电感电流周期结束回到原值

如果输出变成3V

则:


导通:

$u_L=12-3=9V$


关断:

$u_L=-3V$


现在:

1
正电压是负电压的3倍

所以:

为了平衡:

1
导通时间只能是1/3

于是:

$D=\frac13$

输出:

$U=DE=\frac13\times12=4V$

(理想情况下)


电容

电容值一定,电压大小决定电容两端电流大小,电流是电压的导数(变化率)
$$
i_C=C\frac{du}{dt}
$$
变形:
$$
\frac{du}{dt}=\frac{i_C}{C}
$$
积分:
$$
u_C=\frac1C\int i_Cdt
$$

为什么都会出现“1/参数”

因为:

积分是在算:

“累积变化量”

而:

  • L
  • C

本质上是在阻碍这种变化。


三、电感为什么是 1/L

电感:

$u_L=L\frac{di}{dt}$

说明:

电流变化速度

等于:

$\frac{di}{dt}=\frac{u_L}{L}$

于是:


L 大

1
di/dt 小

即:

电流更难变化

惯性更大。


L 小

1
di/dt 大

电流很容易暴涨暴跌。


所以:

1/L 表示“变化灵敏度”

为什么它们互为镜像

这是电路理论里著名的:

对偶性(Duality)


电感:

$$
u=L\frac{di}{dt}
$$

电压驱动电流变化。


电容:

$$
i=C\frac{du}{dt}
$$

电流驱动电压变化。


完全镜像。


从能量角度更容易理解


电感储能

$$
E=\frac12LI^2
$$

L 越大:

1
同样电流下储能越多

因此:

更难改变电流


电容储能

$$
E=\frac12CU^2
$$

C 越大:

1
同样电压下储能越多

因此:

更难改变电压