Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Переходные процессы заряда и разряда емкостного элемента в цепи с источником постоянной ЭДС.






    А. Зарядка емкостного элемента от источника постоянной ЭДС через резистивный элемент. Переходный процесс в цепи на рис. 5 описыва­ется неоднородным дифференциальным уравнением на основе второго закона Кирхгофа, закона Ома и = ri и соотношения между током за­рядки и напряжением в емкостном элементе i =Cduc/dt, т. е.

    (19)

    Общее решение уравнения (19) представляет собой сумму двух составляющих:

    uС=uС у + uС.

    Первая составляющая соответствует установившемуся режиму

    uСу=Е,

    так как зарядка емкостного элемен­та закончится, когда напряжение uс будет равно напряжению источника ЭДС.

    Рис. 5

    Вторая составляющая соответствует свободному процессу, т. е. ре­шению однородного дифференциального уравнения первого порядка

    и равна

    (20)

    где р=- 1/rС — корень характеристического уравнения rСр+1=0.

    Таким образом, общее решение будет иметь вид

    (21)

    Для определения значения постоянной А в (21) обратимся к за­кону коммутации для емкостного элемента. Будем считать, что до замыкания ключа, т. е. в момент времени t = 0_, емкостный эле­мент не был заряжен. Поэтому

    ис( 0_) = 0 = ис (0+) + А, откуда А = -Е.

    Подставив значение постоянной А в (21), найдем напряжение на емкостном элементе во время зарядки (рис. 5):

    ис = E (1-е-t/т), (22)

    где τ = имеет размерность времени (Ом • Ф = Ом • А • с/В =с) и на­зывается постоянной времени цепи. Она, как и постоянная времени цепи на рис. 4, а определяет скорость переходного процесса.

    Зависимость от времени напряжения на емкостном элементе [см. (22)] определяет зависимости от времени зарядного тока и напряже­ния на резистивном элементе (рис. 5):

    Заметим, что в первый момент после замыкания ключа, т. е. при t = 0 +, ток в цепи i(0+) =Е /r емкостный элемент в этот момент времени как бы коротко замкнут (напряжение на нем равно нулю). Поэтому при малом значении сопротивления r в цепи может наблю­даться значительный скачок тока.

    При 0 ≤ t ≤ τ скорость изменения напряжения на емкостном элементе можно приближенно считать постоянной:

    а напряжение

    - пропорциональным интегралу напряжения источника ЭДС Е.

    Если на входе цепи действует источник изменяющейся ЭДС е, то может оказаться, что для моментов времени переходного процесса, в которые иr < < ис, приближенно исе, a ur = ri = rС duC/dt≈ rCde/dt пропорционально скорости изменения напряжения источ­ника. Следовательно, цепь с последовательным соединением резистивного и емкостного элементов, так же как и цепь с последовательным соединением резистивного и индуктивного элементов, рассмотренную выше, при определенных условиях можно рассматривать и как ин­тегрирующую, и как дифференцирующую.

    В большинстве случаев процесс зарядки можно считать практически закончившимся через интервал времени, равный 3τ. Этот интервал вре­мени может быть достаточно большим (чем больше r и С, тем боль­ше и τ), что широко используется, например, в реле времени — устрой­ствах, срабатывающих по истечении определенного времени.

    Б. Разрядка емкостного элемента через резистивный элемент. В элект­рическом поле заряженного емкостного элемента сосредоточена энер­гия, за счет которой емкостный элемент в течение неко­торого времени сам может служить источником энергии. После под­ключения емкостного элемента, предварительно заряженного до напряжения иC = Е, к резистивному элементу с сопротивлением r (рис. 6, а) ток в цепи будет обусловлен изменением заряда q емкост­ного элемента:

    (23)

    где знак минус указывает, что ток i - это ток разрядки в контуре це­пи, обозначенном на рисунке штри­ховой линией, направленный навстре­чу напряжению на емкостном элементе.

    Рис. 6

    Составим дифференциальное уравнение переходного процесса в контуре цепи, обозначенном на рис. 6, а штриховой линией, на основе второго закона Кирхгофа, закона Ома и соотношения (23):

    (24)

    Так как в цепи разрядки емкостного элемента нет источника ЭДС, то дифференциальное уравнение (24) однородное и его общее ре­шение состоит только из свободной составляющей:

    uс=uс =Ae-t/(rC). (25)

    Для определения постоянной А в (25) обратимся к закону комму­тации для емкостного элемента (4). Так как до коммутации, т. е. и в момент времени t = 0_, емкостный элемент был заряжен до на­пряжения источника, то

    uс(0 _) = uс(0 +)= А.

    Подставив значение постоянной А в (25), получим закон изме­нения напряжения при разрядке емкостного элемента (рис. 6, б):

    где τ = rС — постоянная времени цепи.

    Разрядный ток найдем по (23):

    Ток разрядки скачком изменяется от нуля до значения i(0 + )= -Е/r, а затем убывает по экспоненциальному закону (рис. 6, б).

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.