电工基础：换路定律与初始值的计算（40）
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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。本次技成培训网杨思慧老师，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，是指在指定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极板上的电荷为零，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，两极板上逐渐充满电荷，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，极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 |
