首先,我們要明白幾個道理。
第一:我們把電路的不穩定狀態叫做過渡過程;
第二:對於電容器來說,在過渡過程的開始,它相當於一個電壓源,而不是一條導線;
其中,若電容初始電壓為零,那麼它相當於短路;若電容的初始電壓不為零,那麼它相當於電源放電。
第三:在分析既有工作電源也有電容的電路時,在電容接通的瞬間,要用迭加原理來處理。
迭加原理,其實是迭加定理。它適用於3種情況:
1)分析含有兩個或者多個電源的電路,並且這些電源既不是串聯,也不是並聯;2)分析每個電源對特定量的影響;3)對於不同型別的電源(例如直流電源或者交流電源),可以單獨分析它們的作用,最後計算各個電源作用的代數和,就能得到最終結果。
從迭加原理出發,我們可以推得戴維南等效原理及諾頓等效原理。
我們看下圖:
圖1的1圖中,當開關K打在右側時,電容上的初始電壓為0V;圖1的2圖中,當開關打在右側時,電容上的初始電壓為2V。我的問題是,當開關K在t=0時刻從右側撥到左側,電容上的電壓是多少?
如何求解?
(1)我們先考慮開關K撥在右側,則圖1的1圖電容電壓Uc=0,2圖電容電壓Uc=2V。
再看左側,開關K左側的電壓均為:
注意電阻的單位是千歐。
(2)開關K在t=0時刻撥到左側
先看1圖,注意電容電壓等於0V。
注意此時電容的初始電壓為零,電容開始充電。也正因為電容電壓等於零,所以它相當於短路。
進一步計算,我們需要確定系統的時間常數。按迭加原理,我們把電源E短路,於是從電容向左看,電阻R1與R2是並聯的,等效電阻為R=R1||R2,於是系統的時間常數為:
當電容C充電完成後,電容相當於斷開,此時的電壓為4V。據此我們有:
,式1
再看2圖,注意電容電壓是2V:
2圖的電容電壓方程為:
,式2
由此我們看到,題主所謂的“在電路穩定前電容器相當於導線”,是不對的。如果電容相當於導線,就不會有式2了。
可見,題主的觀點是錯誤的。
首先,我們要明白幾個道理。
第一:我們把電路的不穩定狀態叫做過渡過程;
第二:對於電容器來說,在過渡過程的開始,它相當於一個電壓源,而不是一條導線;
其中,若電容初始電壓為零,那麼它相當於短路;若電容的初始電壓不為零,那麼它相當於電源放電。
第三:在分析既有工作電源也有電容的電路時,在電容接通的瞬間,要用迭加原理來處理。
迭加原理,其實是迭加定理。它適用於3種情況:
1)分析含有兩個或者多個電源的電路,並且這些電源既不是串聯,也不是並聯;2)分析每個電源對特定量的影響;3)對於不同型別的電源(例如直流電源或者交流電源),可以單獨分析它們的作用,最後計算各個電源作用的代數和,就能得到最終結果。
從迭加原理出發,我們可以推得戴維南等效原理及諾頓等效原理。
我們看下圖:
圖1的1圖中,當開關K打在右側時,電容上的初始電壓為0V;圖1的2圖中,當開關打在右側時,電容上的初始電壓為2V。我的問題是,當開關K在t=0時刻從右側撥到左側,電容上的電壓是多少?
如何求解?
(1)我們先考慮開關K撥在右側,則圖1的1圖電容電壓Uc=0,2圖電容電壓Uc=2V。
再看左側,開關K左側的電壓均為:
注意電阻的單位是千歐。
(2)開關K在t=0時刻撥到左側
先看1圖,注意電容電壓等於0V。
注意此時電容的初始電壓為零,電容開始充電。也正因為電容電壓等於零,所以它相當於短路。
進一步計算,我們需要確定系統的時間常數。按迭加原理,我們把電源E短路,於是從電容向左看,電阻R1與R2是並聯的,等效電阻為R=R1||R2,於是系統的時間常數為:
當電容C充電完成後,電容相當於斷開,此時的電壓為4V。據此我們有:
,式1
再看2圖,注意電容電壓是2V:
2圖的電容電壓方程為:
,式2
由此我們看到,題主所謂的“在電路穩定前電容器相當於導線”,是不對的。如果電容相當於導線,就不會有式2了。
可見,題主的觀點是錯誤的。