Законы коммутацииПервый закон. В начальный момент времени после коммутации ток в индуктивности остаётся таким же, каким он был непосредственно перед коммутацией, а затем плавно изменяется. (6.1) Невозможность скачкообразного изменения тока следует из того, что в противном случае на индуктивности появилось бы бесконечно большое напряжение , что лишено физического смысла. Второй закон. В начальный момент времени после коммутации напряжение на ёмкости остаётся таким же, каким было до коммутации, а затем плавно изменяется. (6.2) Невозможность скачкообразного изменения напряжения на ёмкости следует из того, что в противном случае через ёмкость проходил бы бесконечно большой ток , что также лишено физического смысла. Следует отметить, что скачкообразно могут изменяться: 1) токи в сопротивлениях и емкостях; 2) напряжения на сопротивлениях и индуктивностях. Значения токов в индуктивности и напряжение на ёмкости в момент коммутации называют независимыми начальными условиями. 6.3. Классический метод расчёта переходных процессов Классический метод расчёта основан на решении неоднородных дифференциальных уравнений, выражающих законы Кирхгофа для мгновенных значений токов и напряжений. Например, переходной процесс в цепи, состоящей из последовательно соединённых R,L,С элементов при включении в неё источника ЭДС е(t) описывается уравнением: или (6.3) Решение уравнения (6.3) ищется в виде , где - частное решение неоднородного уравнения , (6.4) - общее решение однородного дифференциального уравнения . (6.5) Функция зависит от вида воздействия и называется принужденнойсоставляющей реакции цепи. Она может быть найдена любым методом расчёта установившегося процесса. Функция не зависит от внешнего воздействия, определяется характером цепи, её начальными условиями и называется свободной составляющей реакции цепи (свободная составляющая тока). В зависимости от параметров элементов цепи и соответственно вида корней характеристического уравнения, общее решение однородного дифференциального уравнения, приведенного в примере, ищется в виде: 1) корни характеристического уравнения действительные , (6.6) где А1, А2- постоянные интегрирования, определяемые из начальных условий; p1, p2 – корни характеристического уравнения. В этом случае изменяется по экспоненциальному закону (рис. 6.1а) Рис. 6.1. Временная зависимость свободной составляющей тока в случае а) действительных корней характеристического уравнения б) комплексно-сопряженных корней. 2) Корни характеристического уравнения комплексно-сопряженные p1,2=d±jw
Свободная составляющая изменяется по гармоническому закону с частотой w и начальной фазой y, с амплитудой уменьшающейся по экспоненциальному закону (рис. 6.1, б)
|