Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое




НазваниеНовосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое
страница6/20
Дата23.05.2013
Размер0.84 Mb.
ТипЛабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

Эти уравнения равносильны следующим:


. (1.36)

Последнее уравнение является контурными уравнениями, которые соответствуют схеме рис.1.13 б. Следовательно, эта схема может рассматриваться в качестве замещения трансформатора без ферромагнитного сердечника.

6. Квазистационарные процессы. RC и RL цепи


В цепях постоянного тока распределение электрических зарядов на проводниках и токов на участках цепи стационарно, то есть неизменно во времени. Электромагнитное поле в таких цепях состоит из электростатического поля неподвижных зарядов и магнитного поля постоянных токов. Эти поля существуют независимо друг от друга.

Если на каком-то участке цепи происходят изменения силы тока или напряжения, то другие участки цепи могут «почувствовать» эти изменения только через некоторое время, которое по порядку величины равно времени τ распространения электромагнитного возмущения от одной точки цепи к другой. Так как электромагнитные возмущения распространяются с конечной скоростью, равной скорости света с, то , где l – расстояние между наиболее удаленными точками цепи. Если это время τ много меньше длительности процессов, происходящих в цепи, то можно считать, что в каждый момент времени сила тока одинакова во всех последовательно соединенных участках цепи. Процессы такого рода в электрических цепях называются квазистационарными.

Квазистационарные процессы можно исследовать с помощью законов постоянного тока, если применять эти законы к мгновенным значениям сил токов и напряжений на участках цепи.

Из-за огромного значения скорости света время установления электрического равновесия в цепи оказывается весьма малым. Поэтому, к квазистационарным можно отнести многие достаточно быстрые в обычном смысле процессы. Например, быстрые колебания в радиотехнических цепях с частотами порядка миллиона колебаний в секунду и даже выше очень часто еще можно рассматривать как квазистационарные.




Рис. 1.14. Цепи зарядки
и разрядки конден­са­тора
через резистор
Простыми примерами квазистационарных процессов могут служить процессы, происходящие в RC и RL цепях при подключении и отключении источника постоянного тока.

На рис. 1.14 изображена электрическая цепь, состоящая из конденсатора с емкостью С, резистора с сопротивлением R и источника тока с ЭДС, раной Е.

Если замкнуть ключ К в положение 1, то начнется процесс зарядки конденсатора через резистор. По закону Ома для квазистационарной цепи можно записать:

, (1.37)

где I – мгновенное значение силы тока в цепи, U – мгновенное значение напряжения на конденсаторе. Сила тока I в цепи равна изменению заряда q конденсатора в единицу времени:

. (1.38)

Напряжение U на конденсаторе в любой момент времени равно .

Из этих соотношений следует:

. (1.39)

Мы получили дифференциальное уравнение, описывающее процесс зарядки конденсатора. Если конденсатор в начале не был заряжен, то решение этого уравнения имеет вид:

, (1.40)

где – так называемая постоянная времени цепи, состоящей из резистора и конденсатора.




Рис. 1.15. Зарядка (I) и разрядка (II) конденсатора через резистор
Величина τ является характеристикой скорости процесса. При t → ∞, U(t) → E. Процесс зарядки конденсатора через резистор изображен на рис. 1.15.

Если после того, как конденсатор полностью зарядился до напряжения Е, ключ К перебросить в положение 2, то начнется процесс разрядки. Внешний источник тока в цепи разрядки отсутствует (Е = 0). Процесс разрядки описывается выражением:

. (1.41)




Рис. 1.16. Цепь, содержащая
катушку с индуктивностью L,
резистор с сопротивлением R
и источник тока с ЭДС равной Е
Зависимость U(t) в процессе разрядки изображена на рисунке 15(II). При t = τ напряжение на конденсаторе уменьшится в е ≈ 2,7 раза.

Аналогично протекают процессы в цепи, содержащей катушку с индуктивностью L и резистор с сопротивлением R (рис. 1.16). Если в этой цепи ключ К сначала был замкнут, а затем внезапно разомкнут, то начнется процесс установления тока.

Этот процесс описывается уравнением:

. (1.42)

Это уравнение по виду совпадает с уравнением, описывающим зарядку конденсатора, только теперь переменной величиной является сила тока J. Решение этого уравнения имеет вид:

, (1.43)

где постоянная времени .

Аналогичным образом можно получить закон убывания тока в RL-цепи после замыкания ключа К:

. (1.44)
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20

Похожие:

Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconФакультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ
Министерство образования республики беларусь белорусский государственный университет
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет экономический факультет кафедра теоретической экономии
Моделирование финансово-производственной деятельности малого предприятия 19
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Онтогения минералов
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Петрография осадочных пород
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра минералогии и петрографии Методы расчета минеральных равновесий
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности...
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности...
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconНовосибирский государственный университет геолого-геофизический факультет Кафедра общей и региональной геологии
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования по специальности...
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconМинистерство общего и профессионального образования российской федерации кемеровский государственный университет физический факультет кафедра общей физики дударева
Формирование и развитие основных понятий геометрической оптики в курсе физики средней школЫ
Новосибирский государственный университет физический факультет Кафедра радиофизики Практикум по радиоэлектронике Методическое iconП. М. Михеев Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет и международный учебно-научный лазерный центр мгу 119992, гсп-2, Москва, Ленинские горы, мгу, млц мгу
...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница