第1節(jié) 瞬態(tài)過程

1.瞬態(tài)過程的概念

（1）穩(wěn)定狀態(tài)

所謂穩(wěn)定狀態(tài)就是指電路中的電壓、電流已經(jīng)達(dá)到某一穩(wěn)定值，即電壓和電流為恒定不變的直流或者是最大值與頻率固定的正弦交流。

（2）瞬態(tài)過程

電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)向另一種穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，這個(gè)過程稱為瞬態(tài)過程，也稱為過渡過程。電路在瞬態(tài)過程中的狀態(tài)稱為瞬態(tài)。

為了了解電路產(chǎn)生瞬態(tài)過程的原因，我們觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。圖7.1所示電路，三個(gè)并聯(lián)支路分別為電阻、電感、電容與燈泡串聯(lián)，S為電源開關(guān)。

當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)我們發(fā)現(xiàn)電阻支路的燈泡EL1立即發(fā)光，且亮度不再變化，說明這一支路沒有經(jīng)歷瞬態(tài)過程，立即進(jìn)入了新的穩(wěn)態(tài)；電感支路的燈泡EL2由暗漸漸變亮，最后達(dá)到穩(wěn)定，說明電感支路經(jīng)歷了瞬態(tài)過程；電容支路的燈泡EL3由亮變暗直到熄滅,說

圖7.1瞬態(tài)過程演示實(shí)驗(yàn)

明電容支路也經(jīng)歷了瞬態(tài)過程。當(dāng)然若開關(guān)S狀態(tài)保持不變（斷開或閉合），我們就觀察不到這些現(xiàn)象。由此可知，產(chǎn)生瞬態(tài)過程的外因是接通了開關(guān)，但接通開關(guān)并非都會(huì)引起瞬態(tài)過程，如電阻支路。產(chǎn)生瞬態(tài)過程的兩條支路都存在有儲(chǔ)能元件（電感或電容），這是產(chǎn)生瞬態(tài)過程的內(nèi)因。

（3）換路

通常把電路狀態(tài)的改變（如通電、斷電、短路、電信號(hào)突變、電路參數(shù)的變化等），統(tǒng)稱為換路，并認(rèn)為換路是立即完成的。

綜上所述，產(chǎn)生瞬態(tài)過程的原因有兩個(gè)方面，即外因和內(nèi)因。換路是外因，電路中有儲(chǔ)能元件（也叫動(dòng)態(tài)元件）是內(nèi)因。所以瞬態(tài)過程的物理實(shí)質(zhì)，在于換路迫使電路中的儲(chǔ)能元件要進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)移或重新再分配，而能量的變化又不能從一種狀態(tài)跳躍式地直接變到另一種狀態(tài)，必須經(jīng)歷一個(gè)逐漸變化過程。

2.換路定律

分析電路的瞬態(tài)過程時(shí)，除應(yīng)用基爾霍夫定律和元件伏安關(guān)系外還應(yīng)了解和利用電路在換路時(shí)所遵循的規(guī)律（即換路定律）。

為便于電路分析，特作如下設(shè)定：t＝0為換路瞬間，而以t=0_－表示換路前的終了時(shí)間，t=0_＋表示換路后的初始瞬間。0_－和0_＋在數(shù)值上都等于0，但前者是指t從負(fù)值趨進(jìn)于零，后者是指t從正值趨進(jìn)于零。

（1）電感元件由于它所儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量在換路的瞬間保持不變，因此可得