西门子CPU模块/DP电缆代理

杭州西门子触摸屏代理商西门子CPU模块代理商西门子CPU模块代理商西门子CPU模块/DP电缆代理

西门子交换机模块，北京西门子电源模块代理商，杭州西门子逻辑控制模块。深圳西门子伺服电机模块代理商，广州西门子DP电缆代理商，西门子变频器代理商，荆门西门子PLC模块授权一级代理商，湖北西门子电线电缆授权代理商，上海西门子S7-200CPU系列代理商，西门子S7-1200CPU系列代理商，

我们学过的大多数电路分析，都是定性分析和定量计算，而电容元件和电感元件都是动态元件(储能元件)，因为电感元件和电容元件的电压和电流的约束关系是通过导数(或微分)表达的，如下图40-1所示。而电阻元件是耗能元件，其上电流随电压按比例关系变化，所以电阻元件不是动态元件。这次就给大家分享换路定律与初始值的计算！

图40-1

  含有动态元件的电路称为动态电路。而电路的动态过程，简单来说，就是当电路的结构或元件的参数发生变化时，电路由原来的稳定状态过渡到另一个稳定状态。又称电路的暂态过程、瞬态过程。所谓稳定状态，是指在*条件下电路中的电压和电流已达到稳定值。

  例如下图40-2的电路，该电路为直流电路，在开关K闭合之前，电容元件的初始储能为零，两较板上的电荷为零，电路处于原来的稳定状态，电路中没有电流流过(电流为零)，即电阻和电容两端的电压为零。

  当开关K闭合后，电容元件开始充电进行储能，两较板上逐渐充满电荷，由于电荷的移动，也就是说此时电路中是有电流的，根据欧姆定律，电阻两端也就存在电压。当电容元件储能完毕，较板上的电荷处于饱和状态，电路中的电荷又不再移动，电路电流再次为零，这时候电阻两端的电压为零，而电容元件两端的电压等于电源电压，后，电路达到一个新的稳定状态。我们这次的学习也是围绕直流电路来讲的。

图40-2

  从能量方面来说，存在动态元件的电路存在过渡过程，也是因为能量的存储和释放需要一个过程。也就是说，电感元件和电容元件的储能和释能需要时间。上文提到的“电路的结构或元件的参数发生变化”引起的电路变化统称为“换路”，例如电路中电源(开关的开合)的断开或接入，并认为换路是在t=0时刻进行的。在学习换路定律之前，我们要理解几个时间的概念。

  t=0 ：表示换路瞬间，定为计时起点;

  t=0- ：表示换路前的终时刻;

  t=0 ：表示换路后的初时刻(初始值)。

  按上述的几个时间的概念，可以理解为，换路是在t=0时刻进行的，经历的时间为t=0- 到t=0 。知道了几个时间的概念后，我们就可以接着学习换路定律了，所谓换路定律是指：在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。即在电容电路中，uC(0 )=uC(0-)，电感电路中，iL(0 )=iL(0-)。在这里要提醒的一点是，换路定律仅用于在换路瞬间确定暂态过程中的电容电压(uC)、电感电流(iL)初始值，且电感电压和电容电流为有限值。

  从能量方面来讲，因为自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或释放需要一定的时间，而(线性)电容和(线性)电感作为储能元件，其能量公式如下图40-3所示，

图40-3

  根据换路定律所言：换路前后瞬间电容电压和电感电流不能突变，我们就可以很方便的计算出电路的初始值，也就是t=0 时刻的值。初始值的求解要点主要有几下几点：

  (1)uC(0 )和iL(0 )的求法

  a.先由电路原来的稳定状态(t=0-)求出uC(0-)、iL(0-);

  b.根据换路定律求出uC(0 )、iL(0 )。

  (2)其他电量初始值的求法

  由t=0 时刻的电路求其他电量的初始值，已知条件为uC(0 )、iL(0 )。

  也就是说，要计算含L、C的动态电路的初始值，可以先由电路原来的稳定状态确定电容电压uC(0-)和电感电流iL(0-)，然后根据换路定律确定换路后初时刻的电容电压uC(0 )和电感电流iL(0 )(等于换路前的终时刻的电容电压和电感电流)，后根据KCL和KVL求解其他电量。

图40-4

  我们以两个例子来分析说明。先看上图40-4的RC电路，换路前，开关处于断开状态，电路处于稳定状态，此时电路(电源)没有接通，电流为零，电阻和电容两端的电压均为零。开关闭合，电容元件开始储能，两较板上的电荷不断增加，回路中流过电流(电荷的定向移动)，电容元件的电压不能突变，在t=0 时，电容电压等于t=0- 时的电压，即为零，相当于短路，电源电压全部施加在电阻上，即此时(t=0 )电阻电压为U，根据欧姆定律可以求得回路的电流为U /R。

当电容元件达到饱和状态后，储能完成，电路中电荷不再移动，电流为零，电阻电压为零，电容相当于开路，此时电源电压全部施加在电容上。

图40-5

  上图40-5为某RL电路。开关闭合前，电路未接通，电流为零，电阻和电感电压为零。在t=0时，开关闭合，电感元件开始储能(建立磁场)，通过电磁感应把电能转换为磁场能，由于电感电流不能突变，在t=0- 时电感电流为零，所以在t=0 时电感电流亦为零，也就是说，回路电流为零，电阻电压为零，此时电源电压全部施加在电感元件上，电感元件相当于开路。

  电感元件储能完毕后，电路电流不再变化，即电路电流变化率为零，理想情况下电感电阻为零，其上电压亦为零，根据欧姆定律，此时电路电流为U /R，电源电压全部施加在电阻上。

  综上所述，根据换路定律：在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。所以电容在换路瞬间相当于短路，电感在换路瞬间相当于开路;换路完毕后电路处于新的稳定状态，电容相当于开路，电感相当于短路。

西门子CPU模块/DP电缆代理西门子CPU模块/DP电缆代理西门子DP电缆代理商西门子CPU模块代理商杭州西门子触摸屏代理商杭州西门子触摸屏代理商杭州西门子触摸屏代理商西门子CPU模块/DP电缆代理西门子CPU模块/DP电缆代理西门子CPU模块/DP电缆代理