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高中生能听懂的焦耳小偷电路详解_原理分析

高中生能听懂的焦耳小偷电路详解_原理分析-这个电路是自激电路开关接通的瞬间,L1这边由于自感阻碍,电流暂为0,三极管截止,而LED电压不足,也处于截止,故L2那边也没有电流。
之后一段时间内,L1电流增大,但由于电阻阻碍,L1最大电流非常小,因此L1电流迅速达到最大值,时间可不计。这个电流可流入三极管基极,使三极管导通。也可在L2上感应出一个很小的向下电动势,对L2基本没有影响,忽略不计。
到L2这边,三极管导通,但由于自感,电流只能缓慢

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刚刚看了up主爱上半导体对焦耳小偷电路的分析视频,感觉还是不太懂。后来受到评论区启发,于是写下了关于焦耳小偷电路的理解,力求清晰明白,保证高中生也能听懂。

这个电路由于是自激电路,所以非常复杂:

其中电阻为1kΩ大小,初次线圈均为20匝绕线。

线圈打点的地方是同名端,也就是绕线圈时,同面绕入的地方,具体绕线方法如下图:

题前要记住:

LED必须满足一定电压差(2V)才能被点亮,满足电压前其电阻非常大,基本可视为无电流通过。L1、L2匝数相同,其中一方电流增大时,另一方感应出与原本那方电流同向的电动势;其中一方电流减小时,另一方感应出原本那方电流反向的电动势;同时两者具有自感,阻碍自身电流变化,且电流变化总是先快后慢。

以下是完整分析:

1、开关接通的瞬间,L1这边由于自感阻碍,电流暂为0,三极管截止,而LED电压不足,也处于截止,故L2那边也没有电流。

2、之后一段时间内,L1电流增大,但由于电阻阻碍,L1最大电流非常小,因此L1电流迅速达到最大值,时间可不计。这个电流可流入三极管基极,使三极管导通。也可在L2上感应出一个很小的向下电动势,对L2基本没有影响,忽略不计。

3、到L2这边,三极管导通,但由于自感,电流只能缓慢增大,使得L1感应出向下的电动势,L1电流增大,三极管基极电流增大(仍受电阻限制),三极管饱和电流一定程度提高。

4、随着L2电流继续增加,趋近三极管饱和电流时,L2电流增速下降,导致L1感应的向下电动势减小,L1电流减小,三极管基极电流减小,三极管饱和电流降低。

5、当三极管饱和电流等于L2电流时,L2电流停止增加,而L1由于自感,电流继续减小,使得饱和电流进一步下降,于是限制L2电流,使得L2电流开始下降。

6、一旦L2电流下降,L1上就会感应出向上的电动势,使L1电流迅速减小,直至归0,使得三极管截止。

7、三极管截止后,L2才终于由于自感保持电流,把电流强行输送给了LED,LED点亮。

8、最后当L2的电流下降到一定程度时,电压不足以满足LED的压降,于是LED截止,L2电流迅速减小,直至归0,使得L1向上的感应电动势消失,再次回到第一步。

通篇需要注意的是:

L1电流不管怎么变化,都非常的小,对L2产生的感应电动势影响更是微乎其微。只要忽略L1对L2的感应电动势影响,就能更清晰地分析电路,避免陷入死循环中。

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作者: hikali8

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