電子基礎：如何識別和評估電壓滯后

在電氣系統中施加或移除電流時，設計人員通?？梢约僭O電流變化與其對組件的影響之間的延遲可以忽略不計。在某些情況下會出現一些延遲，例如傳播延遲。當施加或移除電壓的預期效果在延遲之后發生時，這種現象稱為電壓滯后。電壓滯后可能發生在許多電子元件和結構中，包括電池、比較器、電路和變壓器。

一、什么是電壓滯后？

滯后被廣泛定義為系統狀態在其接收輸入和輸入產生影響之間發生顯著變化的現象。電壓滯后是一種特殊類型的遲滯，當電流或電壓發生變化時會在電氣系統中發生，但變化的影響會延遲到明顯的間隔（如傳播延遲）之后。

二、電壓滯后和磁滯

電壓滯后與磁滯有關。當電流引起持久的磁性時，就會出現磁滯現象，這可能發生在變壓器和電感器內部。由于電流可以產生磁場，因此可以通過施加足夠強的電流來逆轉某些磁滯情況。與電壓滯后一樣，磁滯后會導致效率損失，并具有導致磁化物質失真的額外缺點。

幸運的是，當存在電壓滯后時，磁滯并非不可避免。在許多情況下，最大限度地減少電壓滯后可防止磁滯。然而，工程師可能不想阻止所有磁滯，因為它在工程中也有一些有用的用途。

三、電壓滯后是否被認為是一個問題？

電壓滯后比一些其他類型的滯后更容易預測。盡管它在許多情況下都是一個持續存在的問題，但它在工程中也有一些有用的用途，特別是在平滑噪聲信號或輸入方面。

電壓滯后是有益還是有問題取決于其應用，電氣系統內的遲滯水平也可以確定它是有益還是有害。通常，電路中的電壓滯后水平越低，該電路的效率就越高。

四、電壓滯后如何影響工程？

電壓滯后被證明不利于鋰離子電池內保持充電。鋰離子電池過度充電會增加電壓滯后的可能性，這會對電池未來的充電能力產生負面影響。電壓滯后也可能來自電池內部的許多變化，這些變化會影響正常運行期間的電流，包括結構缺陷或磁畸變。重復的電池充電增加了這些變化的可能性，這反過來又增加了電壓滯后風險。重復給電池充電的過程（稱為循環）在一半以上的情況下會增加過壓，但不是全部。這就是為什么一些鋰離子電池可以使用很長時間，而另一些則很快就變得沒用了。

相比之下，電壓滯后是比較器中的一種穩定力。電壓滯后可消除比較器內部的電流和電壓波動。以這種方式保持一致的電流和電壓可以使組件在電路的下方進一步提供穩定的電源并防止故障。

電壓滯后對于憶阻器或帶記憶的電阻器的概念也很重要。憶阻器依靠磁滯回線來產生電容效應，使其具有可變電阻。電容效應可由電壓、溫度或濕度的變化觸發。電阻的變化也可以表現在其他元件上，稱為憶阻效應。

五、設計人員應如何評估電壓滯后？

設計人員應根據遲滯對系統的影響來評估電壓滯后的影響。雖然遲滯總是存在不可預測的因素，但設計人員可以使用關于遲滯效應的已知信息，對電壓滯后將如何影響他們正在構建的新系統做出有根據的假設。

如果設計人員正在構建一個由鋰離子電池供電的項目，他們對電壓滯后電位的了解可能會導致他們修改設計以仔細管理電池周圍的電流。雖然設計人員無法防止電池退化，但他們可以計劃他們的項目，以減少外力隨著時間推移導致退化加劇的可能性。另一方面，使用帶有邏輯電路的比較器的設計人員可能希望在他們的模型中建立一些電壓滯后。向邏輯電路添加適量的電壓滯后可以使其穩定，使其不會在狀態之間意外切換。

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