 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Відключення котушки індуктивності від джерела постійної напруги
Відключення приймачів електричної енергії від джерела або від мережі здійснюється розривом ланцюга в одній або декількох крапках. Зустрічаються випадки, коли елементи ланцюга, що мають велику індуктивність, при розриві ланцюга одночасно замикаються накоротко, або на розрядний опір.
При розмиканні електричного ланцюга з котушкою індуктивності (рис.1.4,а) у момент розриву ланцюга напруга між контактами вимикача В, що розходяться, різко збільшується від нуля до U+ U L. Швидкість зміни струму у момент розриву ланцюга 
, тому величина 
може бути досить великою. Повітряний проміжок між контактами пробивається і утворюється іскра, за рахунок чого струм в ланцюзі зберігається якийсь час після початку розриву контактів.
При великій потужності джерела іскровий розряд може перейти у дуговий; для гасіння електричної дуги вимикаючі апарати, як правило, забезпечуються дугогасильними пристосуваннями.
Рисунок 1.4 – Схеми розмикання ланцюга з індуктивністю
В деяких випадках (наприклад, при виключенні обмоток збудження електричних машин) напруга може досягати величин, небезпечних для ізоляції. Значного підвищення напруги можна уникнути, якщо одночасно з відключенням індуктивної котушки від джерела замкнути її на розрядний опір (рис.1.4,б).
Перехідний процес в замкнутому контурі «котушка–розрядний опір» відрізняється від процесу в ланцюзі рис.1.4,а тим, що швидкість зміни струму 
залежить від параметрів ланцюга R і L.
Після відключення ланцюга від джерела енергії (рис.1.4,б) в короткозамкнутому контурі, що утворився, струм не може зменшитися миттєво до нуля, а підтримується протягом перехідного періоду, поки енергія магнітного поля котушки не зменшиться до нуля (в активному опорі ланцюга R при цьому здійснюється необоротний процес перетворення електричної енергії у теплову).
Зміна опору в ланцюзі з індуктивністю
При включенні котушки індуктивності, що має параметри R і L, опір ланцюга зменшується стрибком від ∞ до R, а при виключенні воно збільшується від R до ∞. Відповідно до таких змін опору струм в ланцюзі за час перехідного періоду збільшується від 0 до I або зменшується від I до 0.
При стрибкоподібній зміні опору ланцюга в кінцевих межах теж виникає перехідний процес, який у загальних рисах подібний вже розглянутим процесам.
Другий закон комутації застосовується до ланцюгів, що містять ємність:
u (t = - 0) =u (t = + 0),
тобто, напруга на ємності не може змінитися стрибком; напруга на ємності в перший момент перехідного періоду (при t= + 0) залишається такою, яким вона була в останню мить попереднього сталого режиму(при t = - 0).
Електричний стан ланцюга (рис.1.5) у будь-який момент перехідного періоду характеризується рівнянням, складеним за другим законом Кірхгофа:
U = U с + U R = uc + iR = U с + i C(duc/dt).
Рисунок 1.5 – До другого закону комутації
Процес заряду конденсатора
Аналіз процесу зарядки конденсатора від джерела постійної напруги багато в чому співпадає з аналізом перехідного процесу після включення котушки на постійну напругу, оскільки рівняння електричного стану є аналогічними.
Графіки залежності напруги на конденсаторі uC і зарядного струму iз від часу зображені на рис.1.6.
Рисунок 1.6 – Графіки перехідних струмів і напруг при зарядці конденсатора
Постійна часу ланцюга (τ = RC) є показником тривалості перехідного процесу і залежить від параметрів ланцюга R і С.
Конденсатор знаходиться під дією вимушеної і вільної складових напруги
uС = uС пр + uС cв = U + 
,
а зарядний струм складається тільки з вільної складової
,
оскільки а вимушена складова відсутня: iпр = iу = 0.
Вплив величини напруги джерела і параметрів ланцюга
Перехідний процес при зарядці конденсатора від джерела постійної напруги характеризують три показники: стала напруга на конденсаторі, початкова швидкість зміни напруги, постійна часу; при зміні напруги джерела змінюються стала напруга на конденсаторі і початкова швидкість зміни напруги, а постійна часу ланцюга від напруги не залежить. На рис.1.7 приведені (відповідно двом різним напругам джерела U1 і U2 ) графіки зміни напруги на конденсаторі.
Рисунок 1.8 – Графіки перехідної напруги на конденсаторі при різних напругах джерела
Зміна ємності впливає на тривалість перехідного процесу так само, як зміна опору (рис.1.9).
Рисунок 1.9 – Графіки перехідних напруг і струму конденсатора при різних величинах ємності
Перехідний процес при розряді конденсатора
Перехідний процес при розрядці конденсатора ілюструється схемою рис.1.10.
Рисунок 1.10 – Схема розряді конденсатора
Після перемикання перемикача конденсатор не може розрядитися миттєво, тобто напруга uC не може зменшитися стрибком до нуля, а підтримується протягом перехідного періоду за рахунок енергії, накопиченої в електричному полі конденсатора; при цьому в активному опорі R здійснюється необоротний процес перетворення електричної енергії в теплову.
Напруга на конденсаторі при розрядці виражається рівнянням
,
де.. τ = RC – постійна часу ланцюга.
Тривалість перехідного процесу, як і при зарядці, теоретично рівна нескінченності, а практично розрядка вважається закінченою при t = (4÷5) τ.
Використовуючи різні варіанти з'єднання активного опору R і реактивних компонентів (L і C) будуються диференціюючи і інтегруючі ланцюги, які знаходять широке застосування для формування різного роду імпульсних сигналів у вимірювальній, цифровій і біомедичній апаратурі.
Поиск по сайту: