Lumilipas na mga proseso sa electrical circuit

Ang mga lumilipas na proseso ay hindi pangkaraniwan at katangian hindi lamang ng mga de-koryenteng circuit. Ang ilang mga halimbawa ay maaaring banggitin mula sa iba't ibang larangan ng pisika at teknolohiya kung saan nagaganap ang mga naturang phenomena.

Halimbawa, ang mainit na tubig na ibinuhos sa isang lalagyan ay unti-unting pinalamig at ang temperatura nito ay nagbabago mula sa isang paunang halaga patungo sa isang halaga ng ekwilibriyo na katumbas ng temperatura sa paligid. Ang isang pendulum na dinala mula sa isang estado ng pahinga ay nagsasagawa ng mga damping oscillations at kalaunan ay bumalik sa orihinal nitong nakatigil na estado. Kapag nakakonekta ang isang de-koryenteng kagamitan sa pagsukat, ang karayom ​​nito, bago huminto sa kaukulang dibisyon ng sukat, ay gumagawa ng ilang mga oscillations sa paligid ng puntong ito sa sukat.

Nakatigil at lumilipas na mode ng electric circuit

Kapag sinusuri ang mga proseso sa mga de-koryenteng circuit dapat kang makatagpo ng dalawang mode ng pagpapatakbo: itinatag (nakatigil) at lumilipas.

Ang nakatigil na mode ng isang de-koryenteng circuit na konektado sa isang pinagmumulan ng pare-pareho ang boltahe (kasalukuyan) ay isang mode kung saan ang mga alon at boltahe sa mga indibidwal na sangay ng circuit ay pare-pareho sa paglipas ng panahon.

Sa isang electric circuit na konektado sa isang alternating current source, ang nakatigil na estado ay nailalarawan sa pamamagitan ng pana-panahong pag-uulit ng mga agarang halaga ng mga alon at boltahe sa mga sanga... Sa lahat ng mga kaso ng pagpapatakbo ng mga circuit sa mga nakatigil na mode, na sa teorya ay maaaring magpatuloy. nang walang katiyakan, ipinapalagay na ang mga parameter ng aktibong signal (boltahe o kasalukuyang), pati na rin ang istraktura ng circuit at ang mga parameter ng mga elemento nito, ay hindi nagbabago.

Ang mga alon at boltahe sa nakatigil na mode ay nakasalalay sa uri ng panlabas na impluwensya at sa mga parameter ng de-koryenteng target.

Ang isang lumilipas na mode (o isang lumilipas na proseso) ay tinatawag na isang mode na nangyayari sa isang de-koryenteng circuit sa panahon ng paglipat mula sa isang nakatigil na estado patungo sa isa pa, na sa paanuman ay naiiba mula sa nauna, at ang mga boltahe at agos na kasama ng mode na ito - lumilipas na boltahe at currents... Maaaring mangyari ang pagbabago sa steady state ng isang circuit bilang resulta ng pagbabago ng mga panlabas na signal, kabilang ang pag-on o pag-off ng isang pinagmumulan ng panlabas na impluwensya, o maaari itong sanhi ng paglipat sa mismong circuit.

Anumang pagbabago sa isang de-koryenteng circuit na nagdudulot ng lumilipas na mangyari ay tinatawag na commutation.

Ang paglipat ng isang electric circuit - ang proseso ng paglipat ng mga de-koryenteng koneksyon ng mga elemento ng electric circuit, pagdiskonekta ng isang semiconductor device (GOST 18311-80).

Sa karamihan ng mga kaso, ito ay theoretically pinahihintulutan na ipalagay na ang paglipat ay nagaganap kaagad, i.e. ang iba't ibang switch sa circuit ay ginagawa nang hindi kumukuha ng maraming oras. Ang proseso ng paglipat sa mga diagram ay karaniwang ipinapakita ng isang arrow malapit sa switch.

Mabilis ang mga transient na proseso sa mga totoong circuit... Ang tagal ng mga ito ay tenths, hundredths at madalas millionths ng isang segundo. Medyo bihira, ang tagal ng mga prosesong ito ay umaabot ng ilang segundo.

Naturally, ang tanong ay lumitaw kung sa pangkalahatan ay kinakailangan na isaalang-alang ang mga lumilipas na rehimen ng ganoong maikling tagal. Ang sagot ay maaari lamang ibigay para sa bawat partikular na kaso, dahil sa ilalim ng iba't ibang kondisyon ay hindi pareho ang kanilang tungkulin. Ang kanilang kahalagahan ay lalo na mahusay sa mga aparato na idinisenyo para sa amplification, pagbuo at pag-convert ng mga signal ng pulso, kapag ang tagal ng mga signal na kumikilos sa electrical circuit ay naaayon sa tagal ng mga transient mode.

Ang mga transient ay nagiging sanhi ng pagkasira ng hugis ng mga pulso habang dumadaan sila sa mga linear circuit. Ang pagkalkula at pagsusuri ng mga aparatong automation, kung saan mayroong patuloy na pagbabago sa estado ng mga de-koryenteng circuit, ay hindi maiisip nang hindi isinasaalang-alang ang mga transient mode.

Sa isang bilang ng mga aparato, ang paglitaw ng mga lumilipas na proseso ay karaniwang hindi kanais-nais at mapanganib. Ang pagkalkula ng mga transient mode sa mga kasong ito ay ginagawang posible upang matukoy ang posibleng mga overvoltage at kasalukuyang pagtaas, na maaaring maraming beses na mas mataas kaysa sa mga boltahe at agos ng nakatigil mode. Ito ay lalong mahalaga para sa mga circuit na may makabuluhang inductance o mataas na kapasidad.

Ang mga dahilan para sa proseso ng paglipat

Isaalang-alang natin ang mga phenomena na nangyayari sa mga electric circuit sa panahon ng paglipat mula sa isang nakatigil na mode patungo sa isa pa.

Kasama namin ang maliwanag na lampara sa isang serye ng circuit na naglalaman ng isang risistor R1, isang switch B at isang palaging pinagmumulan ng boltahe E.Matapos isara ang switch, ang lampara ay agad na sisindi, dahil ang pag-init ng filament at ang pagtaas ng ningning ng glow nito ay hindi nakikita ng mata. Sa kondisyon, maaari itong ipagpalagay na sa naturang circuit ang nakatigil na kasalukuyang ay katumbas ng Azo =E / (R1 + Rl), ito ay naka-install halos kaagad, kung saan Rl - aktibong paglaban ng filament ng lampara.

Sa mga linear circuit na binubuo ng mga mapagkukunan ng enerhiya at resistors, ang mga transient na nauugnay sa isang pagbabago sa naka-imbak na enerhiya ay hindi nangyayari sa lahat.

kanin. 1. Mga scheme upang ilarawan ang mga lumilipas na proseso: a — circuit na walang reaktibong elemento, b — circuit na may inductor, c — circuit na may capacitor.

Palitan ang risistor ng isang L coil na ang inductance ay sapat na malaki. Pagkatapos isara ang switch, maaari mong mapansin na ang pagtaas ng ningning ng lampara ay unti-unti. Ito ay nagpapakita na dahil sa pagkakaroon ng isang likid, ang kasalukuyang sa circuit ay unti-unting umabot sa kanyang matatag na halaga ng estado. I'about =E / (rDa se + Rl), kung saan rk — aktibong paglaban ng paikot-ikot na likaw.

Ang susunod na eksperimento ay isasagawa gamit ang isang circuit na binubuo ng isang pinagmumulan ng pare-pareho ang boltahe, resistors at isang kapasitor, kahanay kung saan ikinonekta namin ang isang voltmeter (Larawan 1, c). Kung ang kapasidad ng kapasitor ay sapat na malaki (ilang sampu ng microfarads) at ang paglaban ng bawat isa sa mga resistors R1 at R2 ilang daang kilo-ohms, pagkatapos pagkatapos isara ang switch, ang karayom ​​ng voltmeter ay nagsisimula nang maayos na lumihis at pagkatapos lamang ilang segundo ito ay nakatakda sa naaangkop na dibisyon ng iskala.

Samakatuwid, ang boltahe sa kapasitor, pati na rin ang kasalukuyang sa circuit, ay itinatag para sa isang medyo mahabang panahon (ang inertia ng pagsukat ng aparato mismo sa kasong ito ay maaaring napapabayaan).

Ano ang pumipigil sa agarang pagtatatag ng isang nakatigil na mode sa mga circuit ng fig. 1, b, c at ang dahilan para sa proseso ng paglipat?

Ang dahilan dito ay ang mga elemento ng mga electric circuit na may kakayahang mag-imbak ng enerhiya (ang tinatawag na mga reaktibong elemento): inductor (Larawan 1, b) at kapasitor (Larawan 1, c).

Ang paglitaw ng mga lumilipas na proseso ay nauugnay sa mga kakaibang pagbabago sa mga reserbang enerhiya sa mga reaktibong elemento ng circuit... Ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa magnetic field ng inductor L, kung saan ang kasalukuyang iL ay dumadaloy, ay ipinahayag ng formula: WL = 1/2 (LiL2)

Ang enerhiya na naipon sa electric field ng isang capacitor ng kapasidad C na sisingilin sa isang boltahe ti° C ay katumbas ng: W° C = 1/2 (Cu° C2)

Dahil ang supply ng magnetic energy WL ay tinutukoy ng kasalukuyang sa coil iL at electric energy W° C — boltahe sa capacitor ti° C, pagkatapos ay sa lahat ng electric circuit, anumang tatlong commutations, dalawang pangunahing probisyon ang sinusunod: ang coil current at ang boltahe ng kapasitor ay hindi nila mababago nang husto... Minsan ang mga regulasyong ito ay iba-iba ang formulated, namely: ang relasyon ng coil flux at ang capacitor charge ay maaari lamang magbago nang maayos, nang walang mga jumps.

Sa pisikal, ang mga transition mode ay mga proseso ng paglipat ng estado ng enerhiya ng circuit mula sa pre-commutation mode patungo sa post-commutation mode. Ang bawat nakatigil na estado ng isang circuit na may mga reaktibong elemento ay tumutugma sa isang tiyak na halaga ng enerhiya ng mga electric at magnetic field.Ang paglipat sa isang bagong nakatigil na mode ay nauugnay sa isang pagtaas o pagbaba sa enerhiya ng mga patlang na ito at sinamahan ng paglitaw ng isang lumilipas na proseso na nagtatapos sa sandaling huminto ang pagbabago sa supply ng enerhiya. Kung sa panahon ng paglipat ang estado ng enerhiya ng circuit ay hindi nagbabago, kung gayon walang mga lumilipas na nangyayari.

Ang mga lumilipas na proseso ay sinusunod sa panahon ng paglipat kapag ang nakatigil na mode ng isang electric circuit ay nagbabago, na may mga elemento na may kakayahang mag-imbak ng enerhiya. Nagaganap ang mga paglipat sa panahon ng mga sumusunod na operasyon:

a) pag-on at off ng circuit,

b) short circuit mga indibidwal na sangay o elemento ng kadena,

c) pagtatanggal o koneksyon ng mga sanga o elemento ng circuit, atbp.

Bilang karagdagan, ang mga transient ay nangyayari kapag ang mga signal ng pulso ay inilapat sa mga de-koryenteng circuit.