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[备课?“被”答疑?讨论?] 换路定律,换路定则?还是“换路约定”?

已有 4931 次阅读 2021-11-17 15:11 |系统分类:教学心得

[备课?“被”答疑?讨论?] 换路定律,换路定则?还是换路约定”?

      

   主要用于本科生《电工学》课程。

        

一、在电路“过渡过程/暂态”里,“换路定律/换路定则”的基本含义:

   换路后瞬间电容器的电压,等于换路前最后瞬间该电容器的电压;

   换路后瞬间电感器的电流,等于换路前最后瞬间该电感器的电流。

  

   往往通过“能量不能突变”来证明。

        

二、宏观电路里电容器的电压、电感器的电流,是可以突变的

   如下图:

   由两个电容器和开关构成的电路,所有元件均存在超导体状态。

换路定律 换路约定? 超导电容器反例 2021-11-05.jpg

图1 一个超导体材料的电路

         

   左侧电容器C1的存有电荷量q。右侧电容器C2的电荷量为0,即不带电。开关S突然闭合。由于没有电阻,两个电容器瞬间后的电荷量都是(q/2)。不难发现,电场能的一半不见了。实际上,这些电场能变成了电磁辐射,发射到电路以外的空间去了。

   所以,在超导体电路里,电容器的电压、电感器的电流都是可以突变的。

   即使考虑到目前超导体材料的实际特性,现实中也会发生明显的电磁辐射。换路定律是近似成立的。

   上面的这个例子,印象是《IEEE Transactions on Education》在上个世纪刊登的一篇论文。可惜记不准了。一时没有找到原文。

       

三、“换路定律/换路定则”?还是“换路约定”?

   愚见为,将“换路定律/换路定则”改名为“换路约定”,应该更合适。

           

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