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動態(tài)電路換路的分析換路定律原因分析應(yīng)用實例iL+-uC換路定律:換路的瞬間,電容上的電壓、電感中的電流不能突然變化。注:換路定律僅適用于換路瞬間電容上的電壓和電感中的電流。t=0+表示換路后的開始時刻(初始值),則有
假設(shè)t=0
表示電路換路的一瞬間:t=0-
表示換路前的最后時刻換路定律
電容電壓、電感電流不能突變的原因:物體具有的能量不能突變,能量的積累或釋放需要一定的時間。電感L儲存磁場能量WL不能突變iL不能跳變WC不能突變uC不能跳變電容C存儲電場能量原因分析對于電容電路從電路電壓與電流的關(guān)系分析:原因分析+-uC由于iC=CduC/dt,若電容電壓可以突變,則電路中會出現(xiàn)無窮大電流,一般來說這是不可能的,因而電容電壓不能跳變。因為C上的電壓不能跳變,所以uC(0+)=uC(0-)對于電感電路,從電路電壓與電流的關(guān)系分析:原因分析由于uL=LdiL/dt,若電感電流可以突變,則電路中會出現(xiàn)無窮大電壓,一般來說這是不可能的,因而電感電流不能跳變。因為L上的電流不能跳變,所以iL(0+)=iL(0-)iL【例】如圖所示電路,開關(guān)S閉合前電容無初始儲能,已知US=5V,R1=1KΩ,R2=2KΩ。當t=0時將開關(guān)S閉合,求換路后瞬間電容電壓以及各支路電流的初始值。應(yīng)用實例USR1R2Ci1i2iC+-uCUSR1R2Ci1i2iC+-uC解:
各電壓、電流的參考方向如圖所示。
開關(guān)閉合前,因為電容無初始儲能,可知uC(0-)=0。
根據(jù)換路定律得uC(0+)=uC(0-)=0,此時R2相當于被短路,故i2(0+)=0。
根據(jù)KVL及歐姆定律有:i1(0+)=US/R1=5V/1KΩ=5mA
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