電容短路與電感斷路

1、1991年，第3g，第2期JournalofChongqing重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)1991，vo13。No2InstituteofPostsandTelecommunications淺析沖激源作用下的電容短路特性與電感開(kāi)路特性汪載生(電信工程系)【摘要】在沖激源作用瞬問(wèn)，將電容視為短路、將電感視為開(kāi)路的觀點(diǎn)，雖巳被廣泛接受，然而這一觀點(diǎn)卻與傳統(tǒng)電路理論中關(guān)于短路和開(kāi)路的概念不相符合。針對(duì)這一情況，本文路出了適用范圍更廣的短路”與開(kāi)路的定叉，

2、進(jìn)而分析了幾種典型的RC和RL電路在沖激源作用瞬問(wèn)電容的短路特性和電感的開(kāi)路特性。關(guān)鍵詞沖激源，短路，開(kāi)路，瞬態(tài)分析0引言1960年，REScott在其所著《線性電路》一書(shū)中討論RC與RL電路的沖激響應(yīng)時(shí)提出：在沖激源作用瞬間，電容相當(dāng)于短路，電感相當(dāng)于開(kāi)路，并在此基礎(chǔ)上給出了計(jì)算電容初始電壓與電感韌始電流的方法。這一方法以其特有的簡(jiǎn)便性已為其后的許多電路理論書(shū)籍所采用。然而Scott在這里所說(shuō)的短路”與開(kāi)路卻不是通常意義下的概念。或許

3、正是因?yàn)檫@一點(diǎn)使得后來(lái)的有些作者避免直截了當(dāng)?shù)厥褂秒娙荻搪泛汀半姼虚_(kāi)路這樣的說(shuō)法。筆者在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)學(xué)生往往對(duì)此感到困惑，目前尚未見(jiàn)有進(jìn)一步說(shuō)明的文獻(xiàn)，本文特就這個(gè)問(wèn)題作一些粗淺探討，不妥之處，尚祈讀者不吝指教。t問(wèn)題的提出按照通常概念，若一段電路被無(wú)阻導(dǎo)線聯(lián)接以致在有電流通過(guò)的情況下也能保持其端電壓為零，則這段電路被稱為短路若電路在某處被切斷以致不能有任何電流通過(guò)，則稱為開(kāi)路。將該概念用于電路瞬態(tài)分析，在電路中不出現(xiàn)沖激電流和沖激電壓

4、的情況下，零狀態(tài)電容可按Uc(0)=uc(0一)=O說(shuō)明其在換路瞬間能夠保持端電壓為零，故可被視為短路，而零狀態(tài)電感可按i￡(O)=(0一)=O說(shuō)明其在換路瞬間能夠保持電流為零，故可被視為開(kāi)本文收到日期l991——2維普資訊第2期汪載生淺析沖激源作用下的電容短路特與電感開(kāi)路特r(t)，若有l(wèi)im：o(t)則在t。瞬間，元件A相對(duì)于B為短路。反之，若有1im12：。。h!uB(t)則在t。瞬間，元件A相對(duì)于B為開(kāi)路。定義2設(shè)儲(chǔ)能元件A與另

5、一電路元件B并聯(lián)，如圖4所示。二者的電流分別為i(t)和i日(t)，若有器=o則在t。瞬間，元件A相對(duì)于B為開(kāi)路。反之若有揣=。。圖4含儲(chǔ)能元件的并聯(lián)電路則在t。瞬間，元件A相對(duì)于B為短路。上述兩條定義，主要用于電路的瞬態(tài)分析。但也可用于穩(wěn)態(tài)電路，只需將式中的to換為任意時(shí)刻t即可。不難看出，這時(shí)由定義式所表達(dá)的物理概念與傳統(tǒng)的短路和“開(kāi)路的概念是完全一致的。3幾個(gè)典型電路的分析下面就定義I和定義2在幾種典型電路中的應(yīng)用情況，開(kāi)路作用。

6、31沖激電壓源作用于RC$聯(lián)電路電路如圖5所示。KVL方程為ue(f)F(f)=6(f)其中(t)=』—l(uR(t)=R(t)簡(jiǎn)要地分析一下儲(chǔ)能元件的短路與占(t)uc(t)一圖5沖激電壓源作用于Rc并聯(lián)電路為了計(jì)算t=0時(shí)ue(t)~uR(t)的幅值或取值范圍，可先考慮t=0時(shí)的回路電流(t)。按KVL方程兩端沖激函數(shù)平衡的原則，可以判斷在t=0時(shí)，(t)應(yīng)為沖激函數(shù)(如果i(o)為有限值，則在t=o時(shí)，KVL方程左端無(wú)沖激項(xiàng)，因而