Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Соединенными резистором и катушкой индуктивности
Пусть цепь, показанная на рис. 9.1, включается на постоянное напряжение U. В электротехнической практике это может быть подключение к источнику постоянного напряжения электромагнитов, реле, электрических машин постоянного тока и других электромагнитных устройств. После коммутации в цепи возникает переходный процесс, во время которого все электрические величины будут изменяться до своего установившегося значения. Уравнение электрического состояния цепи после замыкания ключа, записанное относительно тока, имеет вид . Решение этого уравнения находят в виде суммы частного решения неоднородного (принужденная составляющая) и общего решения однородного (свободная составляющая) уравнений: i(t)= iпр(t) +iсв(t). Для определения принужденного значения искомого тока необходимо рассчитать ток цепи в установившемся послекоммутационном режиме. Применительно к рассматриваемой цепи принужденный ток iпр(t)=U/R, так как индуктивное сопротивление катушки постоянному току равно нулю. Для определения свободной составляющей необходимо найти корни характеристического уравнения, которое получают путем замены в однородном дифференциальном уравнении первой производной тока на р, а самой функции тока на р0, то есть на единицу: pL+R = 0, тогда p = -R/L. Характеристическое уравнение имеет один корень, поэтому свободная составляющая будет состоять из одного слагаемого и выражение для переходного тока записывают в виде: i(t)= U / R+ Aept = . Для определения постоянной интегрирования А рассмотрим искомую функцию в момент времени t=0: i(0+) = U/R +A. В докоммутационной схеме ток индуктивности был равен нулю, так как цепь была отключена от источника энергии. Тогда согласно первому закону коммутации i(0+) = iL(0+) = iL(0-) = 0. Постоянная интегрирования определяем из уравнения i(0+)= U/R+ A или 0 = U/R+ A, откуда А= -U/R. Искомая функция переходного тока будет иметь вид
Напряжение на резистивном элементе цепи с сопротивлением R находим по закону Ома:
Напряжение на индуктивном элементе с индуктивностью L находим: . Кривые изменения переходных токов и напряжений показаны на рис. 9.2 и 9.3 соответственно. Свободную составляющую тока удобно представлять в виде
где τ = имеет размерность времени и называют постоянной времени переходного процесса. Постоянная времени имеет физический и геометрический смысл. Физический смысл постоянной времени τ - это время, в течение которого свободная составляющая, затухая, уменьшается в е раз по сравнению со своим предыдущим значением. Например, для времени t = τ Геометрический смысл постоянной времени τ - постоянная времени численно равна длине любой подкасательной (рис. 9.2). Для графического определения τ проводят касательную к кривой свободной составляющей любой электрической величины в любой точке, и на оси времени находят подкасательную. Переходный процесс можно считать практически завершенным через промежуток времени t = 3÷5τ, а теоретически он длится бесконечно долго, так как экспонента свободной составляющей никогда не пересечет ось времени.
Переходный процесс в цепи с последовательно |
||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 404. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |