Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Переходные процессы в цепи с индуктивностью при включении питания.




Упрощённая схема лабораторной установки для изучения явления самоиндукции при замыкании ключа К приведена на рис.5.

 

 

Рис 5. Упрощённая схема лабораторной установки для исследования явления самоиндукции при замыкании ключа.

 

При замыкании ключа К нарастание тока через катушку L1 будет происходить постепенно из-за возникновения ЭДС самоиндукции , препятствующей увеличению тока.

В случае не очень быстрого изменения тока в контуре (более медленных, чем время прохождения электромагнитной волны вдоль контура) для контура в каждый момент времени можно применять закон Ома и правила Кирхгофа. Для контура, показанного на рис.5, второе правило Кирхгофа запишется в виде:

 

(13)

 

т.е. падение напряжения на сопротивление R1 равно алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре.

Подставляя в (13) значение i из (8), получим дифференциальное уравнение, описывающее закон нарастания тока в цепи с индуктивностью:

 

(14)

 

Для решения этого уравнения необходимо задать начальные условия. Их можно записать, учитывая, что в начальный момент, т.е. при замыкании ключа, ток через катушку отсутствовал:

 

I(0) = 0 (15)

 

Уравнение (14) легко решается методом разделения переменных и его решение имеет вид:

 

(16)

 

График зависимости I(t), определяемой формулой (16), изображён на рис 6. Из данного графика и из формулы видно, что при достаточно большом времени t ток стремится к стационарному значению:

(17)

 

 

Рис. 6. Нарастание тока при замыкании цепи с индуктивностью.

 

Скорость нарастания тока при включении характеризуется величиной

 

=L1/R1, (18)

 

которая носит название ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ЦЕПИ. За время ток через катушку достигает величины 0.63 от стационарного значения:

 

I()=Im(1-1/e) 0.63 Im (19)

 

На практике вместо часто удобнее использовать постоянную времени цепи τ', которая равна времени нарастания тока через катушку до половины стационарной величины I( ')= 0.5 Im. Используя выражение (16) можно показать, что:

 

τ 1.44 ' (20)

 

Закон изменения ЭДС самоиндукции в катушке L1 после замыкания ключа К найдём, подставив в формулу (8) выражение (16):

(21)

 

Отсюда видно, что в момент замыкания ключа (t=0) возникает ЭДС самоиндукции, равная по величине ЭДС, подключаемой к катушке, и направленная в противоположную сторону, т.е. i(0)= - o.

График зависимости i(t) изображен на рис. 7. Как видно из графика, величина ЭДС самоиндукции уменьшается по экспоненте с той же постоянной времени , с которой происходит нарастание тока.

 

Рис.7. Зависимость ЭДС самоиндукции. i в катушке L от времени при замыкании ключа

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-03-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 322 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Что разум человека может постигнуть и во что он может поверить, того он способен достичь © Наполеон Хилл
==> читать все изречения...

2563 - | 2370 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.