Тема 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях.

Общие сведения

Переходные процессы (режимы) возникают в линейных электрических цепях если в них происходят отключение или включение как отдельных элементов, так и целых участков цепи. Эти переключения называются коммутацией.

Условимся:

1) Будем считать, что все коммутации в цепи происходят мгновенно.

2) Будем изображать все коммутации с помощью контактов:

– замыкающий

– размыкающий

– переключающий.

3) При анализе переходных процессов в первую очередь оценивается режим цепи после коммутации. Поэтому момент коммутации считаем начальным моментом (t=0).

4) Момент времени перед коммутацией t = 0_–, следовательно, t (0_–), и после коммутации t = 0₊ , соответственно, t (0₊).

t (0₊) = 0 + Δt

t (0_–) = 0 – Δt, где Δt → 0.

5) Процесс перехода состояния цепи от устойчивого режима до коммутации к устойчивому режиму после коммутации называется переходным процессом.

6) Теоретически, все режимы электрической цепи являются переходными, так как время переходного процесса стремится к бесконечности, а практически время переходного процесса можно считать конечным.

Законы коммутации

1) В индуктивном элементе ток, непосредственно после коммутации (t = 0₊) и в момент коммутации (t = 0) сохраняет значение, которое он имел непосредственно перед коммутацией (t = 0_-) и начинает изменяться с этого значения.

- энергия, которая накапливается или отдается индуктивностью.

2) Напряжением на емкости, непосредственно после коммутации (t = 0₊) и в момент коммутации (t = 0) сохраняет значение, которое оно имело непосредственно перед коммутацией (t = 0_-) и начинает изменяться с этого значения.

- энергия, которая может либо возрастать, либо падать, но не может изменяться скачкообразно.

Замечания:

1) Во время переходного процесса электрические величины, неопределяемые законами коммутации, могут изменяться скачком .

2) Переходные процессы возникают в электрических цепях, содержащих инерционные элементы (либо L, либо C).

3) Процесс коммутации происходит не мгновенно и сопровождается электрической дугой, однако, этим кратковременным процессом можно пренебречь в цепях невысокого напряжения (до 100 кВт).