《电工基础》课件 6.1 换路定律及初始值的计算

实验现象：（直流电路，开关S闭合）（1）L1灯瞬间点亮，亮度保持不变；（2）L2灯开头不亮，然后逐渐点亮；（3）L3灯开头最亮，然后逐渐熄灭。★分析：（1）IR的值恒定，灯亮度不

变；（2）IL的值由小变大，灯由

暗变亮；（3）IC的值由大变小，最终

为0，灯由亮变暗到熄灭。

知识导入：按下图电路接线，做个实验。电容隔直通交、电感通直阻交，直流电路中会有变化的电流？一、过渡过程：6.1

换路定律及初始值的计算这里发生了一个过渡过程，在这个过程中，电压u、电流i不断变化。

根本原因：电路中具有储能元件L和C，电路的变化引起储能元件能量发生变化，能量不能突变，能量的积累与释放是个连续变化的过程，需要时间。

产生过渡过程的电路及原因?

电阻R电路：电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化，不存在过渡过程。

电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：RC电路：

因为能量的存储和释放需要时间，所以电容电压改变需要时间，电路存在过渡过程。RL电路：

电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：

因为能量的存储和释放需要时间，所以电感电流改变需要时间，电路存在过渡过程。“稳态”与“暂态”的概念:

名词解释：直流稳态时：（a)稳态：电压u、电流i不随时间变化。(b)暂态：亦称“瞬态”或“过渡过程”，电压u、电流i随时间变化。(c)过渡过程：电路从一个稳定状态过渡到另一个

稳定状态的过程。电感相当于短路；电容相当于开路。{（d)换路：电路变化引起储能元件能量发生变化。

如开关的通、断，信号源的突然改变，

电路参数的改变。(e)发生过渡过程的条件：内因：有储能元件；外因：有换路过程。{1、电容元件的伏安关系：

储能：2、电感元件的伏安关系：

储能：

二、换路定律换路后瞬间，不能突变，其它电量有可能突变，如何确定，紧抓换路定律。103、换路定律

一般把换路发生的时间作为计算时间的起点记为t=0，则换路前一瞬间记为t=0-，换路后一瞬间记为t=0+。换路是在瞬间完成的，于是换路定律的数学表达式：换路定律是能量不能突变在电容、电感上的反映。三、初始值的确定2、求解要点：换路定律。1、初始值（起始值）：

电路中u、i在换路后瞬间（t=0+）时的值。换路前：1）电容事先不储能，uC(0-)=0，在t=0+时，电容相当于短路；电感事先不储能，iL(0-)=0，在t=0+时，电感相当于断路。（2）根据电路的基本定律和换路后的等效电路，确定其它电量的初始值。2）电容事先储能，uC(0-)≠0，在t=0+时，电容相当

于电压源；

电感事先储能，iL(0-)≠0，在t=0+时，电感相

当于电流源。14·例6-1如图所示电路，已知Us=12V,R1=3kΩ，R2=6kΩ，C=5μF。求开关S闭合后瞬间电容两端电压及各支路电流的初始值。解:设t=0时开关S闭合。

据题意，在开关S闭合前由换路定律可得因为R2与C并联，所以15由KVL可得所以

从本例中可以看到，在换路瞬间，电容电压未突变，而电容电流突变了。又由KCL可得16·例6-3如图所示电路，已知Us=2V,R1=R2=10Ω，t=0时开关S闭合，求换路后i、i1

、i2及uL的初始值。解:据题意，在开关S闭合前由换路定律可得所以开关S闭合后瞬间（t=0+）,电感L相当于断路，R1与R2串联。17由KVL可得

从本例中可以看到，在换路瞬间，电感电流未突变，而电感电压突变了。小结1