暫態(tài)過(guò)程

當(dāng)一個(gè)自感與電阻組成LR電路，在0突變到u或u突變到0的階躍電壓的作用下，由于自感的作用，電路中的電流不會(huì)瞬間突變；與此類(lèi)似，電容和電阻組成的RC電路在階躍電壓的作用下，電容上的電壓也不會(huì)瞬間變化。這些都是暫態(tài)過(guò)程。

暫態(tài)過(guò)程一般時(shí)間很短，但這一過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象卻很重要。某些電氣設(shè)備由于開(kāi)關(guān)操作所引起的暫態(tài)過(guò)程，可能出現(xiàn)比穩(wěn)態(tài)時(shí)大數(shù)倍至數(shù)十倍的電壓或電流，從而威脅電氣設(shè)備和人身安全，因此在設(shè)計(jì)中要考慮到暫態(tài)過(guò)程的影響。另外，在電子電路中，暫態(tài)過(guò)程往往又有各種巧妙的應(yīng)用。

在含有電容或電感的電路兩端，電壓發(fā)生突變時(shí)，電路中的電流從初始值變化到趨于穩(wěn)定。電路具有暫態(tài)過(guò)程的特性叫做電磁慣性。暫態(tài)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間叫做電路的時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)可以表示電路電磁慣性的強(qiáng)弱。對(duì)于由電阻R和電感L串聯(lián)的電路，在通電時(shí)，電流強(qiáng)度從零增加到某一穩(wěn)定值，斷電時(shí)，電流強(qiáng)度從某值降為零，所用的時(shí)間常數(shù)均為τ=L/R對(duì)于電阻R和電容C串聯(lián)的電路，相應(yīng)的時(shí)間常數(shù)則為τ=RC利用電路暫態(tài)過(guò)程的特性，可以制成時(shí)間繼電器。

電路暫態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的原因

工程上人們會(huì)有這樣的概念：電動(dòng)機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)（一種穩(wěn)定狀態(tài)）啟動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)速是從零逐漸增加，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，最后達(dá)到某個(gè)轉(zhuǎn)速而穩(wěn)定運(yùn)行（另一種穩(wěn)定轉(zhuǎn)速）；當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí)，其轉(zhuǎn)速也是從某穩(wěn)定轉(zhuǎn)速逐漸減小，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，最后到零。在含有電容和電感的電路中，亦有類(lèi)似的現(xiàn)象。

如右圖所示電路，開(kāi)關(guān)s未閉合圖前，電容器未充電，uC=0，i=0uC=0，i=0，電路處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。將開(kāi)關(guān)S閉合，電容器C開(kāi)始充電，其兩端壓由零逐漸升高，電路中有電流i經(jīng)過(guò)，一段時(shí)間后，當(dāng)電容兩端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，即uC=EuC=E時(shí)，電容器端電壓不再升高，與此同時(shí)，電路電流i也由最大值下降為零，電容器充電完畢，此時(shí)電容器處于另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。電容器的端電壓從零增大到E，電流從最大值下降到零的變化過(guò)程，都需要一段時(shí)間，即電容端電壓變化過(guò)程是一個(gè)漸變過(guò)程。如果電路中只有電阻元件，則從一個(gè)穩(wěn)態(tài)到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)是以躍變形式出現(xiàn)的，即不需要時(shí)間。

電動(dòng)機(jī)從某一轉(zhuǎn)速下降為零之所以只能漸變，是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中儲(chǔ)存的動(dòng)能不能瞬間耗盡，即表征動(dòng)能的轉(zhuǎn)速不能躍變。當(dāng)有電容、電感元件的電路進(jìn)行換路，也就是接通、切斷、短路、電壓改變或參數(shù)改變時(shí)，會(huì)使電路中的能量發(fā)生變化，而能量的變化是不能躍變的，在電感元件中儲(chǔ)存的磁能12Li2C12LiC2在換路時(shí)不能躍變，所以電感電路中的電流iLiL不能躍變；

在電容元件中儲(chǔ)存的電能12Cu2C12CuC2在換路時(shí)不能躍變，所以電容元件的端電壓uCuC不能躍變。綜上所述，電路的暫態(tài)過(guò)程是由于儲(chǔ)能元件的能量不能躍變而產(chǎn)生的。