Общие сведения о переходных процессах

Переходные процессы в линейных электрических цепях

В установившемся режиме работы электрических цепей напряжения и токи либо не изменяются во времени (цепи постоянного тока), либо являются периодическими функциями времени (цепи переменного тока). Процессы, протекающие в электрических цепях при переходе из одного установившегося режима в другой, называются переходными. Переход от одного режима работы к другому может быть вызван изменением параметров цепи (подключением или отключением элементов электрической цепи) и называется коммутацией. В электротехнике коммутации осуществляются с помощью идеализированных ключей, переключение которых происходит мгновенно, сопротивление в положении “включено” равно нулю, а в положении “выключено” бесконечно. Для коммутации могут также использоваться двунаправленные ключи (рис. 6.1, б). Для удобства полагают, что коммутации в электрических цепях происходят в момент времени t=0.

В электрических цепях с активными нагрузками переходные процессы протекают мгновенно из-за отсутствия накопителей энергии. При наличии в электрической цепи реактивных элементов – индуктивностей или емкостей или одновременно и индуктивностей и емкостей – переходные процессы протекают в течение некоторого интервала времени, так как переход в новое состояние связан с изменением энергии индуктивностей и емкостей , а в соответствии с законом о непрерывности изменения энергии не могут происходить скачкообразно. Теоретически переходные процессы протекают бесконечное время, практически их длительность ограничивают интервалом, в течение которого токи и напряжения в электрической цепи достигают некоторого уровня от установившегося значения. В зависимости от назначения электрической цепи переходные процессы могут быть нежелательными (в системах электроснабжения) или естественными, нормальными режимами (в системах радиоэлектроники). Задачи анализа переходных процессов заключаются в нахождении функций, описывающих изменения токов и напряжений во всех или некоторых ветвях электрической цепи, возникающих после коммутации (при ). Существует несколько методов расчета переходных процессов в линейных электрических цепях. Наиболее фундаментальным и наглядным является классический метод, заключающийся в составлении и решении дифференциальных уравнений.

Дата добавления: 2014-12-26