信號板CPU模塊代理商西門子PLC模塊代理商西門子交換機代理商

S7-200SMART模塊系列   CPU模塊標準型代理商   CPU模塊經濟型代理商

擴展模塊數字量模塊代理商   擴展模塊模擬量模塊代理商    擴展模塊通信模塊代理商

擴展模塊IO擴展電纜代理商    信號板通信代理商  

圖40-1

??含有動態元件的電路稱為動態電路。而電路的動態過程，簡單來說，就是當電路的結構或元件的參數發生變化時，電路由原來的穩定狀態過渡到另一個穩定狀態。又稱電路的暫態過程、瞬態過程。所謂穩定狀態，是指在指定條件下電路中的電壓和電流已達到穩定值。

??例如下圖40-2的電路，該電路為直流電路，在開關K閉合之前，電容元件的初始儲能為零，兩極板上的電荷為零，電路處于原來的穩定狀態，電路中沒有電流流過(電流為零)，即電阻和電容兩端的電壓為零。

??當開關K閉合后，電容元件開始充電進行儲能，兩極板上逐漸充滿電荷，由于電荷的移動，也就是說此時電路中是有電流的，根據歐姆定律，電阻兩端也就存在電壓。當電容元件儲能完畢，極板上的電荷處于飽和狀態，電路中的電荷又不再移動，電路電流為零，這時候電阻兩端的電壓為零，而電容元件兩端的電壓等于電源電壓，后，電路達到一個新的穩定狀態。我們這次的學習也是圍繞直流電路來講的。

圖40-2

??從能量方面來說，存在動態元件的電路存在過渡過程，也是因為能量的存儲和釋放需要一個過程。也就是說，電感元件和電容元件的儲能和釋能需要時間。上文提到的“電路的結構或元件的參數發生變化”引起的電路變化統稱為“換路”，例如電路中電源(開關的開合)的斷開或接入，并認為換路是在t=0時刻進行的。在學習換路定律之前，我們要理解幾個時間的概念。

??t=0 ：表示換路瞬間，定為計時起點;

??t=0- ：表示換路前的終時刻;

??t=0 ：表示換路后的初時刻(初始值)。

??按上述的幾個時間的概念，可以理解為，換路是在t=0時刻進行的，經歷的時間為t=0- 到t=0 。知道了幾個時間的概念后，我們就可以接著學習換路定律了，所謂換路定律是指：在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。即在電容電路中，uC(0 )=uC(0-)，電感電路中，iL(0 )=iL(0-)。在這里要提醒的一點是，換路定律僅用于在換路瞬間確定暫態過程中的電容電壓(uC)、電感電流(iL)初始值，且電感電壓和電容電流為有限值。

??從能量方面來講，因為自然界物體所具有的能量不能突變，能量的積累或釋放需要一定的時間，而(線性)電容和(線性)電感作為儲能元件，其能量公式如下圖40-3所示，

圖40-3

??根據換路定律所言：換路前后瞬間電容電壓和電感電流不能突變，我們就可以很方便的計算出電路的初始值，也就是t=0 時刻的值。初始值的求解要點主要有幾下幾點：

??(1)uC(0 )和iL(0 )的求法

??a.先由電路原來的穩定狀態(t=0-)求出uC(0-)、iL(0-);

??b.根據換路定律求出uC(0 )、iL(0 )。

??(2)其他電量初始值的求法

??由t=0 時刻的電路求其他電量的初始值，已知條件為uC(0 )、iL(0 )。

??也就是說，要計算含L、C的動態電路的初始值，可以先由電路原來的穩定狀態確定電容電壓uC(0-)和電感電流iL(0-)，根據換路定律確定換路后初時刻的電容電壓uC(0 )和電感電流iL(0 )(等于換路前的終時刻的電容電壓和電感電流)，后根據KCL和KVL求解其他電量。

圖40-4

??我們以兩個例子來分析說明。先看上圖40-4的RC電路，換路前，開關處于斷開狀態，電路處于穩定狀態，此時電路(電源)沒有接通，電流為零，電阻和電容兩端的電壓均為零。開關閉合，電容元件開始儲能，兩極板上的電荷不斷增加，回路中流過電流(電荷的定向移動)，電容元件的電壓不能突變，在t=0 時，電容電壓等于t=0- 時的電壓，即為零，相當于短路，電源電壓全部施加在電阻上，即此時(t=0 )電阻電壓為U，根據歐姆定律可以求得回路的電流為U /R。

??當電容元件達到飽和狀態后，儲能完成，電路中電荷不再移動，電流為零，電阻電壓為零，電容相當于開路，此時電源電壓全部施加在電容上。

圖40-5

??上圖40-5為某RL電路。開關閉合前，電路未接通，電流為零，電阻和電感電壓為零。在t=0時，開關閉合，電感元件開始儲能(建立磁場)，通過電磁感應把電能轉換為磁場能，由于電感電流不能突變，在t=0- 時電感電流為零，在t=0 時電感電流亦為零，也就是說，回路電流為零，電阻電壓為零，此時電源電壓全部施加在電感元件上，電感元件相當于開路。

??電感元件儲能完畢后，電路電流不再變化，即電路電流變化率為零，理想情況下電感電阻為零，其上電壓亦為零，根據歐姆定律，此時電路電流為U /R，電源電壓全部施加在電阻上。

??，根據換路定律：在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。電容在換路瞬間相當于短路，電感在換路瞬間相當于開路;換路完畢后電路處于新的穩定狀態，電容相當于開路，電感相當于短路。

6EP3343-0SA00-0AY0信號板CPU模塊代理商西門子PLC模塊代理商西門子交換機代理商西門子電機代理商西門子電纜代理商西門子電源模塊代理商西門子PLC模塊代理商西門子變頻器代理商