Перехідний процес у колі постійного струму з індуктивним елементом

Розглянемо перехідний процес при вмиканні котушки з параметрами R, L на постійну напругу U.

Після комутації кола, схема якого показана на (рис. 4.4), рівняння складене за другим законом Кірхгофа для миттєвих значень напруг має вигляд:

Рисунок

 

 

Характеристичне рівняння

Корінь характеристичного рівняння

p = -R/L

Вільна складова струму

τ= L/R — стала часу кола з параметрами L та R.

Отже, перехідний струм при вмиканні котушки з параметрами R та L на постійну напругу U визначається рівнянням

Миттєве значення напруги на резисторі

Напруга на ідеальному індуктивному елементі L

Рисунок

 

Часові залежності i(t), u_R(t),:ii_L(t), показані на (рис. 4.5). З рисунка видно, що в перший момент після комутації струм у колі дорівнює нулю і вся напруга U прикладена до елемента L. Через час t = Зτ напруга на резисторі u_R = 0,95 U, а напруга на елементі L u_L= 0,051 U. Перехідний процес проходить без небезпечних стрибків струму чи напруги.

Практика показує, що при вимиканні з кола постійного струму індуктивних елементів на комутуючих контактах виникає електрична дуга, а між витками індуктивної котушки виникає велика напруга, що може привести до пошкодження ізоляції. Тому при наявності великої індуктивності L слід вмикати паралельно котушці розрядний опір, як це показано на (рис. 4.6).

Рисунок

 

До розмикання контакту S струм у колі і = i_R + i_L. Після комутації кола струм індуктивної гілки не може змінитися стрибком, тому і_L(0+)= і_{L (0-)} = U/R_L. Струм же у розрядному резисторі змінюється стрибком від i_R(-₀₎ = U / R до комутації до i_R(+0) = i_L(+0) U/R_L після комутації. До комутації напруга на розрядному резисторі R і одночасно на котушці дорівнювала u_R(-₀₎ = U = R∙i_R(-₀₎, а після комутації

Отже, чим більше співвідношення опорів R та R_L, тим більша напруга на котушці в момент після комутації. За відсутністю розрядного опору можна вважати, що опір R нескінченно великий, R →∞. В такому разі і напруга на котушці може стати нескінченно великою, але цього не відбувається, оскільки висока напруга викликає електричний пробій повітряного проміжку на початку розмикання контакту S. Це веде до створення дуги між рухомою та нерухомою частинами контакту, тобто спричинює обгорання поверхонь і подальше погіршення роботи контакту. Вмикання ж розрядного опору R веде до збільшення непродуктивних втрат електричної енергії. Тому паралельно індуктивним елементам, наприклад котушкам електромагнітних реле, в колах постійного струму часто ставлять напівпровідникові діоди VD (рис. 4.6). Діод пропускає в напрямі; показаному стрілкою, розрядний струм індуктивності і не споживає енергії в усталеному режимі, оскільки не пропускає струму у зворотному напрямку.

---

Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!