ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Включение катушки на постоянное напряжениеСогласно второму закону Кирхгофа по схеме (рис.1.2) можно записать уравнение для послекоммутационной цепи: iR + uL = E, (1.1) где uL = L di / dt. С учетом последнего можно записать . (1.2) Это есть дифференциальное уравнение первого порядка с правой частью, т.е. неоднородное. Решение этого уравнения – зависимость тока от времени – i (t). Оно записывается в виде суммы частного решения неоднородного уравнения и общего решения однородного уравнения: i = i’ + i’’. (1.3) С точки зрения электротехники частное решение есть принужденная составляющая, общее решение – свободная составляющая. Принужденная составляющая iпр – та составляющая тока, которая установится после окончания переходного процесса и полностью определяется источником и параметрами цепи. Свободная составляющая iсв связана с изменением запасов энергии в цепи (или их средних значений при переменном токе). Разделение на составляющие – искусственный прием, на самом деле в ветви протекает один суммарный ток i = iпр + iсв. (1.4) В данном случае принужденная составляющая определяется источником и активным сопротивлением: iпр = Е /R. Индуктивность на эту составляющую не влияет, так как его сопротивление постоянному току равно нулю. Свободная составляющая записывается в виде: iсв = Aea t. (1.6) Окончательно решение дифференциального уравнения запишется в виде: i = E /R + Aea t, (1.7) где А – постоянная интегрирования, подлежащая определению; a – корень характеристического уравнения. Как известно из математики, характеристическое уравнение получается из дифференциального путем замены производной какой либо буквой (например, a) в соответствующей степени. В данном случае: La + R = 0; и a = – R / L. Постоянная интегрирования определяется с учетом начального условия. Само начальное условие определяется на основе закона коммутации. Так как до коммутации цепь была разомкнута, то ток через индуктивность был равен нулю. Поэтому в первый момент после коммутации, т.е. при t = 0 ток так же был равен нулю. Тогда: 0 = Е / R + Aa 0. (1.8) Откуда A = – E / R. С учетом этого получаем закон изменения тока через индуктивность: . (1.9) Это экспоненциальный закон. Напряжение на индуктивности определяется через закон электромагнитной индукции: . (1.10) Величина, обратная корню характеристического уравнения и взятая с положительным знаком, называется постоянной времени. Эта величина имеет размерность времени и обозначается буквой τ. Она зависит только от параметров цепи и определяет скорость протекания переходного процесса. Изобразим переходный процесс графически. Зададимся значениями времени t, кратными постоянной времени: t = τ, 2τ, 3τ, 4 τ. Тогда величина (1- е - t/τ) будет иметь значения 0,63, 0,86, 0,95, 0,98 соответственно. Графики изменения тока и на пряжения на индуктивности изображены на рис. 1.3. Ток в индуктивности начинает изменяться со своего нулевого значения до установившегося. Из графика видно, что практически через (3…4)τ переходный процесс заканчивается. Напряжение на индуктивности претерпевает скачок от нуля до напряжения источника питания, и затем спадает до нуля по экспоненциальному закону.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|