Исследование переходных процессов в RC-, RL- и RLC- цепях. Боков П.Ю - 3 стр.

UptoLike

- 2 -
qt qT e
tT
RC
() ( )
()
=⋅
, (5)
It
dq
dt
eeITe
T
RC
tT
RC
tT
RC
() ( )==
⋅=
−−
εε
00
R
R
1
, (6)
где
qT()и IT() - соответственно заряд на конденсаторе и ток в цепи в
момент времени
tT
=
.
Приведем формулы зависимостей падения напряжения на кон-
денсаторе
Ut
qt
C
C
()
()
= и на резисторе Ut ItR
R
() ()
=
от времени
1) при tT
Ut e
C
t
()=⋅
ε
τ
0
1 , (7)
Ut e
R
t
()=⋅
ε
τ
0
; (8)
2) при
tT>
Ut UT e
CC
tT
() ( )=⋅
τ
, (9)
()
Ut UT e
RR
tT
() ( )=−
ε
τ
0
. (10)
Графики зависимостей
ε
() (), ()tUtUt
CR
, для рассмот-
ренного процесса приведены на
рис. 2.
I.2. RL - цепь. Пусть в момент
времени
t
=
0 к RL-цепи (рис. 3)
подключили источник с ЭДС,
равной
ε
0
(переключатель П в
положении 2). Применим закон
Ома для участка цепи, считая
указанное на рис.3 направление
тока положительным:
ε
0
−=L
dI
dt
IR . (11)
Разделяя переменные,
перепишем (11) в виде
Рис. 2. Зависимость
ε
() (), ()tUtUt
CR
,
для RC-цепочки.
                                             -2-
                                                        ( t −T )
                                                    −
                              q(t ) = q(T ) ⋅ e            RC       ,                                        (5)
                     dq ε 0    ⎛ −T        ⎞        −
                                                      t −T
                                                                      ⎛         ε ⎞            −
                                                                                                 t −T
          I (t ) =      =   ⋅  ⎜ e RC   − 1⎟ ⋅     e RC             = ⎜ I (T ) − 0 ⎟ ⋅        e RC      ,    (6)
                     dt   R ⎜⎝             ⎟
                                           ⎠                          ⎝          R ⎠
где q(T ) и I (T ) - соответственно заряд на конденсаторе и ток в цепи в
момент времени t = T .
        Приведем формулы зависимостей падения напряжения на кон-
                      q(t )
денсаторе U C (t ) =        и на резисторе U R (t ) = I (t ) ⋅ R от времени
                       C
        1) при t ≤ T
                                              ⎛     − ⎞
                                                     t
                            U C ( t ) = ε 0 ⋅ ⎜1 − e τ ⎟ ,                  (7)
                                              ⎜        ⎟
                                              ⎝        ⎠
                                                        t
                                                    −
                              U R (t ) = ε 0 ⋅ e        τ   ;                                                (8)
        2) при t > T
                                                                    t −T
                                                                −
                              U C (t ) = U C (T ) ⋅ e                  τ   ,                                 (9)
                                                                                   t −T
                                                                               −
                            U R (t ) = (U R (T ) − ε 0 ) ⋅ e                          τ   .                 (10)
                                                                   Графики          зависимостей
                                                          ε(t ), U C (t ), U R (t ) для рассмот-
                                                         ренного процесса приведены на
                                                         рис. 2.
                                                         I.2. RL - цепь. Пусть в момент
                                                         времени t = 0 к RL-цепи (рис. 3)
                                                         подключили источник с ЭДС,
                                                         равной ε 0 (переключатель П в
                                                         положении 2). Применим закон
                                                         Ома для участка цепи, считая
                                                         указанное на рис.3 направление
                                                         тока положительным:
                                                                                   dI
                                                                         ε 0 −L        = I R . (11)
                                                                                   dt
                                                                   Разделяя переменные,
Рис. 2. Зависимость    ε(t ), U C (t ), U R (t )         перепишем (11) в виде
для RC-цепочки.