Фрагмент для ознакомления
2
Переходный процесс – это процесс перехода от одного режима работы электрической цепи к другому, который отличается от предыдущего. Изменения режима могут быть вызваны как изменением параметров действующего в схеме источника ЭДС или тока, так и изменением конфигурации цепи. Изменение конфигурации цепи осуществляется с помощью коммутации – процесса замыкания (Рис. 1а) или размыкания (Рис. 1б) переключателя. Обычно считают, что коммутация происходит мгновенно.
Рисунок 1
Физически переходные процессы представляют собой процессы перехода от энергетического состояния, соответствующего докоммутационному режиму, к энергетическому состоянию, соответствующему послекоммутационному режиму. Наиболее часто рассматриваются быстро протекающие переходные процессы, длительность которых составляет доли секунды. Изучение переходных процессов является важным, т.к. позволяет установить, как изменяется форма и амплитуда сигнала при похождении через электрическую цепь, выявить места опасных перенапряжений в цепи и места с повышенной амплитудой тока.
Далее в реферате будут рассмотрены установившийся режим и переходные процессы в RL и RC-цепях.
Установившийся режим и переходные процессы в электрических цепях
Установившимся или по-другому принужденным называется такой режим работы цепи, в котором выполняются два условия: считается, что источник ЭДС или тока подключены бесконечно давно, никаких изменений в состоянии цепи не происходит. Для расчета цепи в установившемся режиме используются законы Ома и Кирхгофа. В случае постоянного источника ЭДС или тока конденсатор заменяется разрывом, а катушка индуктивности закороткой. В случае синусоидальных источников конденсатор и катушка индуктивности заменяются их реактивными сопротивлениями, которые зависят от частоты. В установившемся режиме работа цепи полностью определяется внешним источником энергии, а в реактивных элементах происходит накопление энергии. В переходном режиме токи и напряжения в цепи зависят не только от внешних, но и от внутренних источников энергии, в качестве которых выступают емкости и индуктивности. Поэтому токи и напряжения в переходном режиме описываются суммой двух составляющих:
i(t) = iпр(t) + iсв(t)
u(t) = uпр(t) + uсв(t)
В ходе переходного процесса происходит перераспределение энергии между внутренними накопителями и внешними источниками, которое начинается в момент коммутации (t = 0), а часть энергии при этом необратимо преобразуется в тепло. Теоретически переходный процесс является бесконечным, но при расчетах принимается длительность tпер = 3–5·τ, τ – постоянная времени цепи. После окончания переходного процесса в цепи будет новый установившийся режим, обусловленный только внешними источниками энергии. При отключении цепи от внешних источников переходной процесс будет проходить только за счет внутренней энергии. Новый установившийся режим, в этом случае, будет характеризоваться отсутствием тока в цепи.
Задача анализа переходного процесса заключается в том, чтобы установить по какому закону и как долго будет происходить переход от одного режима к другому.
В соответствии с законом непрерывности энергии напряжение на конденсаторе и ток через катушку не могут изменяться скачком, т.к. в этом случае мощность, равная скорости изменения энергии P(t)=(dW(t))/dt обращалась бы в бесконечность, что физически невозможно. В связи с этим существует два закона коммутации:
Заряд и напряжение на конденсаторе в момент коммутации остаются постоянными;
Ток через катушку индуктивности в момент коммутации остается постоянными.
Показать больше
Фрагмент для ознакомления
3
Список литературы
1. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1969. –424с., ил.
2. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. Учебник для вузов. Изд. 4-е, переработанное. М., «Энергия» 1975. –752с., ил.
3. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи: Учебник для электротехн., энерг., приборостроит. спец. вузов.-8-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1984. –559с., ил.
4. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: В 2-х т. Учебник для вузов. Том 1. 3-е изд., перераб. и доп. –Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. –536с., ил.