Конспект лекций по электротехнике Подготовлен: Степановым К. С. , Беловой Л. В. , Кралиным А. А. , Панковой Н. Г. Кафедра теоретической и общей электротехники. Лекция 6
Переходные процессы Под переходным (динамическим, нестационарным) процессом или режимом в электрических цепях понимается процесс перехода цепи из одного установившегося состояния (режима) в другое.
Переходные процессы • При анализе переходных процессов в электрических цепях считается, что: • рубильники включаются и размыкаются мгновенно, без возникновения электрической дуги; • время переходного процесса, теоретически бесконечно длительное • установившийся режим после коммутации рассчитывают при теоретическом условии t→∞.
Переходные процессы • При переходных процессах выполняются законы коммутации: • 1 закон – ток в катушке индуктивности может изменяться только плавно, в силу влияния ЭДС самоиндукции, а напряжение на индуктивности может изменяться скачком.
При переходных процессах выполняются законы коммутации: • 2 закон – напряжение на ёмкости может изменяться только плавно в силу невозможности скачкообразного изменения заряда на обкладках конденсатора. • Ток в активном сопротивлении и падение напряжения на нём могут изменяться скачком, так как
законы коммутации • в электрических цепях с резистивными элементами энергия электромагнитного поля не запасается, вследствие чего в них переходные процессы не возникают, т. е. в таких цепях стационарные режимы устанавливаются мгновенно, скачком.
Анализ переходных процессов • производят путем решения дифференциальных уравнений, составленных для исследуемой электрической цепи на основе законов Кирхгофа или метода контурных токов.
• Переходный ток в цепи представим в виде • 1. До коммутации тока в катушке не было, следовательно, i. L(0 -) = 0 2. Установившаяся составляющая тока после коммутации iy = U/R.
• Свободная составляющая тока для цепи, описываемой дифференциальным уравнением первого порядка имеет вид где постоянная времени цепи
• По начальным условиям определим постоянную интегрирования А i(0) = iy(0) + iсв(0); Тогда постоянная интегрирования и свободная составляющая будут иметь вид
• Переходный ток получается в виде
Временные диаграммы переходного процесса при подключении RL цепи к источнику постоянной ЭДС
Постоянная времени • - это время, в течение которого свободная составляющая процесса уменьшается в е = 2, 72 раза по сравнению с начальным значением.
Благодарю за внимание