一文看懂电感的瞬态响应

电感器与电容器具有完全相反的特性。电容器在电场中储存能量（由两块极板之间的电压产生），而电感器在磁场中储存能量（由通过导线的电流产生）。因此，电容器中储存的能量会试图维持其两端电压恒定，而电感器中储存的能量则会试图维持其绕组中电流恒定。

正因为如此，电感器会反对电流的变化，这与电容器反对电压变化的行为正好相反。一个完全未充电的电感器（没有磁场），其电流为零，当连接到电压源时，最初会表现为开路（因为它试图维持零电流），在其两端产生最大电压。

随着时间推移，电感器中的电流会逐渐上升到电路允许的最大值，其端电压则相应下降。一旦电感器的端电压降至最小值（对于“完美”电感器来说是零），电流就会保持在最大水平，此时它基本上表现为短路。

当开关刚闭合时，电感器两端的电压会立刻跃升至电池电压（表现得像开路），然后随时间逐渐衰减至零（最终表现得像短路）。电感器两端的电压是通过计算通过电感器的电流在电阻R上产生的电压降，再从电池电压中减去该电压值得到的。

当开关刚闭合时，电流为零，然后随时间逐渐增加，直到等于电池电压除以1Ω串联电阻。这种行为与串联电阻 - 电容电路的行为正好相反，在串联电阻 - 电容电路中，电流从最大值开始，而电容电压为零。我们来看看用实际数值是如何体现的：

就像RC电路一样，电感器电压随时间逐渐趋近于0伏，电流逐渐趋近于15安的过程是渐近的。不过，从实际应用角度来看，我们可以认为电感器电压最终会达到0伏，电流最终会等于最大值15安。

同样的，我们可以使用SPICE电路分析程序，以更直观的图形形式来描绘电感器电压的这种渐近衰减以及电感器电流的逐渐积累过程（电感器电流是通过测量电阻上的电压降来绘制的，利用电阻作为分流器来测量电流）：

注意，电压刚开始下降（在图表左侧）的速度非常快，随着时间推移逐渐变慢。电流刚开始变化的速度也很快，但随着时间推移趋于平稳。不过，它是逐渐接近最大值（在量程右侧），而电压则是逐渐接近最小值。