Lesson 05 — Cuộn cảm & Mạch RL

Bộ mô phỏng: (1) Mạch RL tương tác — đường cong I(t) chạy động. (2) Spike điện áp khi ngắt mạch. (3) Năng lượng cuộn cảm và so sánh với tụ điện.

1. Mô phỏng mạch RL — Nạp & Xả

Điều chỉnh L, R, V rồi nhấn Đóng mạch để xem dòng tăng dần. Nhấn Ngắt mạch để xem dòng giảm. Đường cong vẽ theo thời gian thực.

L (mH): 10 mH

R (Ω): 100 Ω

V (V): 12 V

Hằng số thời gian

0.10 ms

τ = L/R

Dòng ổn định

120 mA

I_max = V/R

Năng lượng max

0.72 mJ

E = ½LI²

Trục X: thời gian (µs); Trục Y: dòng điện I (mA). Đường xanh lá = I(t). Đường nét đứt xanh dương = I_max. Đường nét đứt cam = mức 63.2% (1τ).

t = 0.0 µs I = 0.0 mA V_L = 0.0 V V_R = 0.0 V τ đã qua: 0.0 τ

Nhấn Dong mach để bắt đầu mô phỏng. Dòng bắt đầu từ 0 và tăng dần đến I_max = V/R.

Mô phỏng điện áp spike khi transistor ngắt relay/cuộn điện từ. Thay đổi tốc độ ngắt để thấy spike tăng vọt.

L (mH): 50 mH

I₀ (A): 0.10 A

Δt (µs): 5 µs

V_spike = L × dI/dt = ...

Tham chiếu: transistor phổ biến V_CE_max ~ 30-60 V. Vi điều khiển GPIO ~ 3.3-5 V. Spike vượt ngưỡng này sẽ phá hủy linh kiện.

So sánh trực quan năng lượng E = ½L·I² (cuộn cảm) vs E = ½C·V² (tụ điện).

Cuộn cảm

L (mH): 10 mH

I (A): 1.00 A

E_L = 5.00 mJ

Tụ điện

C (µF): 470 µF

V (V): 12 V

E_C = 33.84 mJ

Tỉ lệ năng lượng:

E_L

5.00 mJ

E_C

33.84 mJ

E_C/E_L = 6.8×

Cả hai công thức ½L·I² và ½C·V² hoàn toàn đối xứng — biểu hiện của tính đối ngẫu (duality) giữa tụ và cuộn cảm trong điện tử.

Nhập tham số để tính V_L và kiểm tra các ví dụ số từ bài học.

dI: A

dt:

Nhập tham số và nhấn Tính V_L.

Ví dụ từ bài học: