电路中的换路定律：电容上的电压保持不变

1.过渡过程的概念

在本章开头提到过自然界普遍存在的过渡过程，如水遇冷变成冰的过程。

在电路中，电容或电感的充、放电也可以视作一个过渡过程。以电感线圈串联灯泡为例，在接通电源前，电路中无电流，灯泡不亮，处于一种稳定状态；合上电源开关后，灯泡被逐渐点亮，直至达到全亮程度，保持亮度不变，此时电路中具有一个恒定电流，使电路处于另一种稳定状态。而灯泡从不亮到全亮是经过了一段时间变化的，该变化过程即为电路的过渡过程。

由此可见，过渡过程就是指电路从一种稳定状态变化到另一种稳定状态的中间过程。电路的稳定状态简称稳态，中间的过渡过程简称暂态。

引起电路过渡过程的原因有两个，即外因和内因。外因是电路的接通或断开、电源及参数变化以及电路的改变等；内因是电路里含有可以储能的动态元件，即电容、电感等。

引起过渡过程的电路变化称为换路。

2.换路定律

1）具有电容的电路

在电阻R与电容C串联接通直流电源US之前，设电容电压uC＝0，当合上电源开关后，电容上的电压不能跃变，从零逐渐变为uC＝US。(www.xing528.com)

电容上电压不能跃变的原因在于，接通电源前，电容的电场储能为零，在开关合上的一瞬间，如果uC可以跃变，则电场能量也要跃变，电路在这一瞬间的瞬时功率。也就是电路接通瞬间，电源要提供无穷大的功率，这对于实际电路而言是不可能的。从电容的充、放电实验中也能证明这一点。

在电路换路的一瞬间，如果将换路前的时刻记为t（0－），将换路后的时刻记为t（0＋），则在换路后的一瞬间，电容上的电压保持换路前一瞬间的值而不能跃变，即

对原来不带电或尚未充电的电容而言，在换路瞬间uC（0＋）＝uC（0－）＝0，相当于短路。

2）具有电感的电路

在电阻R与电感L串联接通直流电源US之前，电路中电流iL＝0，当合上电源开关后，电感中的电流不能跃变，必然从零逐渐变为US/R。

电感上电流不能跃变的原因是，接通电源前，电感的磁场储能为零。当开关合上时，如果电流可以跃变，则磁场能量也跃变，电路中的瞬时功率＝∞。电源要在这一瞬间提供无穷大的功率，这在实际电路中也是不可能的。从与电感串联的灯泡被延迟点亮的现象中也能证明这一点。

因此，可得以下结论：在换路后的一瞬间，电感上的电流保持换路前一瞬间的值而不能跃变，即

对原来无电流的电感而言，在换路瞬间iL（0＋）＝iL（0－）＝0，相当于开路。