下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
动态电路中开关的接通、断开以及元件参数的变化，会使动态电路电压、电流发生变化，即电路的工作状态改变了，称为 换路 （Commutation）。换路一般在几微秒到几秒之内完成，但响应与激励的变化大。在工程实践中，暂态在一些场合有广泛的应用，如电视、雷达等电子电路的一些特定波形的产生；而在另一些场合则要避免，如电力系统的过电压和过电流，会造成设备损坏。
通常认为换路在 t =0时刻进行，用 t =0 - 表示换路前一瞬间，称为起始时刻，用 t =0 + 表示换路后一瞬间，称为初始时刻。它们反映了两种不同的物理状态。电路换路初始时刻（ t =0 + ）电路元件的电压值或电流值称为初始值（Initial Value）。
若换路起始时刻电容电压为 u C （0 - ），换路初始时刻电容电压为 u C （0 + ），则式（2.1.3）可写成
在换路过程中，因电容电流为有限值，则式（2.2.1）积分项为零，即
同理，对于电感来说，由式（2.1.5）得
在换路过程中，因电感电压为有限值，则式（2.2.3）积分项为零，即
式（2.2.2）和式（2.2.4）称为换路定则，简称“容压感流”，它只适用换路瞬间，且电容电流、电感电压均为有限值。一阶电路的暂态分析是在换路定则基础上，再求 t =0 + 时各支路电流电压的初始值。
一阶动态电路中各支路电压、电流初始值的计算流程如下。
（1）先由 t =0 - 等效电路求出换路起始时刻 u C （0 - ）或 i L （0 - ）：在直流激励下，换路前，如果储能元件已储存能量，并且电路已处于稳定状态时，则将电容视为开路，电感视为短路，得到 t =0 - 等效电路。
（2）根据换路定则，求出电容电压初始值 u C （0 + ）或电感电流初始值 i L （0 + ）。
（3）画出在 t =0 + 时刻的等效电路：可用电压为 u C （0 + ）的电压源替代电容，用电流为 i L （0 + ）的电流源替代电感。
（4）由 t =0 + 电路，利用第1章的电路分析法求其他支路电压、电流的初始值。
【例 2.2.1】 电路如图 2.2.1（a）所示， t ＜0时电路已达稳态， t =0时将开关 S 闭合，求各元件电流、电压。
图2.2.1 例2.2.1电路
解： 该电路为一阶动态电路，（1）求电容 u C （0 - ）。
t ＜0时电路已达稳态，电容相当于开路。
（2）求电容电压初始值 u C （0 + ）。
根据换路定则——容压感流， u C （0 + ）= u C （0 - ）=10（V）。
（3）画出在 t =0 + 时刻的等效电路
可用电压为 u C （0 + ）的电压源代替电容， t =0 + 的等效电路如图2.2.1（b）所示。
（4）由 t =0 + 电路，利用第1章的电路分析法求其他支路电压、电流的初始值。
【例 2.2.2】 图 2.2.2（a）所示电路换路前已经稳态， t =0时闭合开关，求开关闭合前和闭合后的电感电流和电感电压。
图2.2.2 例2.2.2电路
解： 该电路为一阶动态电路，（1）求电感 i L （0 - ）。
开关闭合前电路稳态， i 2 （0 - ）=0（A），电感相当于短路。
根据并联分流原理，
，则
u
L
（0
-
）=0（V）。
（2）求电感电流初始值 i L （0 + ）。
根据换路定则——容压感流， i L （0 + ）= i L （0 - ）=1（A）。
（3）画出在 t =0 + 时刻的等效电路。
t =0时刻闭合开关， t =0 + 时刻等效电路如图2.2.2（b）所示。
（4）由 t =0 + 电路，利用第 1 章的电路分析法求其他支路电压、电流的初始值。 u L （0 + ）=-1× i L （0 + ）=-（1×1）=-1（V）， i 2 （0 + ）=2 -i L （0 + ）=1（A），注意 i 1 （0 + ）=0（A）。