电子基础：如何识别和评估电压滞后

在电气系统中施加或移除电流时，设计人员通常可以假设电流变化与其对组件的影响之间的延迟可以忽略不计。在某些情况下会出现一些延迟，例如传播延迟。当施加或移除电压的预期效果在延迟之后发生时，这种现象称为电压滞后。电压滞后可能发生在许多电子元件和结构中，包括电池、比较器、电路和变压器。

一、什么是电压滞后？

滞后被广泛定义为系统状态在其接收输入和输入产生影响之间发生显着变化的现象。电压滞后是一种特殊类型的迟滞，当电流或电压发生变化时会在电气系统中发生，但变化的影响会延迟到明显的间隔（如传播延迟）之后。

二、电压滞后和磁滞

电压滞后与磁滞有关。当电流引起持久的磁性时，就会出现磁滞现象，这可能发生在变压器和电感器内部。由于电流可以产生磁场，因此可以通过施加足够强的电流来逆转某些磁滞情况。与电压滞后一样，磁滞后会导致效率损失，并具有导致磁化物质失真的额外缺点。

幸运的是，当存在电压滞后时，磁滞并非不可避免。在许多情况下，最大限度地减少电压滞后可防止磁滞。然而，工程师可能不想阻止所有磁滞，因为它在工程中也有一些有用的用途。

三、电压滞后是否被认为是一个问题？

电压滞后比一些其他类型的滞后更容易预测。尽管它在许多情况下都是一个持续存在的问题，但它在工程中也有一些有用的用途，特别是在平滑噪声信号或输入方面。

电压滞后是有益还是有问题取决于其应用，电气系统内的迟滞水平也可以确定它是有益还是有害。通常，电路中的电压滞后水平越低，该电路的效率就越高。

四、电压滞后如何影响工程？

电压滞后被证明不利于锂离子电池内保持充电。锂离子电池过度充电会增加电压滞后的可能性，这会对电池未来的充电能力产生负面影响。电压滞后也可能来自电池内部的许多变化，这些变化会影响正常运行期间的电流，包括结构缺陷或磁畸变。重复的电池充电增加了这些变化的可能性，这反过来又增加了电压滞后风险。重复给电池充电的过程（称为循环）在一半以上的情况下会增加过压，但不是全部。这就是为什么一些锂离子电池可以使用很长时间，而另一些则很快就变得没用了。

相比之下，电压滞后是比较器中的一种稳定力。电压滞后可消除比较器内部的电流和电压波动。以这种方式保持一致的电流和电压可以使组件在电路的下方进一步提供稳定的电源并防止故障。

电压滞后对于忆阻器或带记忆的电阻器的概念也很重要。忆阻器依靠磁滞回线来产生电容效应，使其具有可变电阻。电容效应可由电压、温度或湿度的变化触发。电阻的变化也可以表现在其他元件上，称为忆阻效应。

五、设计人员应如何评估电压滞后？

设计人员应根据迟滞对系统的影响来评估电压滞后的影响。虽然迟滞总是存在不可预测的因素，但设计人员可以使用关于迟滞效应的已知信息，对电压滞后将如何影响他们正在构建的新系统做出有根据的假设。

如果设计人员正在构建一个由锂离子电池供电的项目，他们对电压滞后电位的了解可能会导致他们修改设计以仔细管理电池周围的电流。虽然设计人员无法防止电池退化，但他们可以计划他们的项目，以减少外力随着时间推移导致退化加剧的可能性。另一方面，使用带有逻辑电路的比较器的设计人员可能希望在他们的模型中建立一些电压滞后。向逻辑电路添加适量的电压滞后可以使其稳定，使其不会在状态之间意外切换。

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