1.3储能元件和换路定则

10000V 暂态瞬间
注意:实际使用中要加保护措施,
先去掉电压表再打开开关S
类似地， RC 电路最好在换路前将电流表短接，以免初 始冲击电流超过电流表的量程而将表损坏。 2. 换路瞬间， iL (0 ) I 0 其值等于
0
电感相当于恒流源，
11
I0
小结
1. 换路瞬间， 能突变，变不变由计算结果决定； 2. 换路瞬间， iL (0 ) I 0 其值等于 I
(大小,方向都不变)
9
K U
L
V R
iL t=0+
iL (0 ) iL (0 ) 20 mA
uV (0 ) iL (0 ) RV
V 20 10 500 10 10000 V
3 3
时的等 效电路
V
IS
I S iL (0 ) 20 mA
10
200V 旧稳态
…………..
二、换路及换路定理
§1.3
换路定则:
储 能 元 件 和 换 路 定 则
在换路瞬间，电容上的电压、 电感中的电流不能突变。
设：t=0 时换路
0 ---
换路前稳态终了瞬间
0 --- 换路后暂态起始瞬间
则：
iL (0 ) iL (0 )
uC (0 ) uC (0 )
能量的存储和释放需要一个过程! 电感储能的容量有一个最大值
2
一、储能元件
§1.3
电容电路
K + _U R uC
储 能 元 件 和 换 路 定 则
储能元件
uC
E
C
1 2 WC uidt cuc 0 2
t
能量的存储和释放需要一个过程! பைடு நூலகம்容储能的容量有一个最大值
3
一、储能元件
§1.3
储 能 元 件 和 换 路 定 则
K . U V R 解: 换路前
已知:
L
U 20V、R 1k、L 1H 电压表内阻 RV 500 k
iL
设开关 K 在 t = 0 时打开。
求: K打开的瞬间,电压表两端 的 电压。
U 20 iL (0 ) 20 mA R 1000
换路瞬间
iL (0 ) iL (0 ) 20 mA
1.3
储能元件和换路定则
• 内容安排： (1)电感、电容的储能性质 (2)电路换路以及换路定则 (3)举例计算电路换路后的初始值 (4)总结
1
一、储能元件
§1.3
电感电路
K R iL
储 能 元 件 和 换 路 定 则
iL I
t
+ t=0 U _
t
1 2 WL uidt Li L 0 2
7
三、初始值的确定
§1.3
储 能 元 件 和 换 路 定 则
初始值（起始值）：电路中 u、i 在 t=0+ 时 的大小。 求解要点：
1.
iL (0 ) iL (0 ) uC (0 ) uC (0 )
2. 分析换路后的等效电路，根据电路的
基本定律确定其它电量的初始值。
8
例1
6
换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流 不能突变的原因：
§1.3
储 能 元 件 和 换 路 定 则
能量的存储或 释放需要持续一段的时间,
*
自然界物体所具有的能量不能突变.
1 2 Li L ） 电感 L 储存的磁场能 （WL 2 量 WL 不能突变 i 不能突变
L
1 2 电容C存储的电场能量 Wc CuC ） （ 2 uC 不能突变 WC 不能突变
uC、iL 不能突变。其它电量均可
0
电感相当于恒流源，
，电感相当于断路。
；iL (0 ) 0 0
3. 换路瞬间， C 源，其值等于 路；
电容相当于恒压 u (0 ) U 0 0， 电容相当于短 U 0 ；uC (0 ) 0，
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暂态过程:元件能量存储和释放的过程。
K
+ _
R
R
+
E
uC
C
E _
u
电路处于旧稳态
电路处于新稳态
暂态（过渡）过程 :
旧稳态 新稳态
uC 暂态
E
稳态
t
二、换路及换路定则
§1.3
储 能 元 件 和 换 路 定 则
换路: 电路状态的改变。如：
1 . 电路接通、断开电源
2 . 电路中电源的升高或降低
3 . 电路中元件参数的改变