Апериодический переходный процесс
При апериодическом
переходном процессе ток i
не изменяет знак (табл. 8.1, поз. 1, 2).
Такой вид переходного процесса возможен
при условии
.
Рассмотрим апериодический разряд
емкости, предварительно заряженной до
напряжения uc
(0) = U
(поз. 2, табл.
8.1).Энергия, запасенная емкостью,
превратится в переходном процессе в
тепло на сопротивлении R.
При этом ток нарастает с 0 до
максимального отрицательного значения
и спадает до 0. С энергетической точки
зрения это означает, что при разряде
емкости, отдаваемая ей энергия, будет
лишь в малой доле переходить в энергию
магнитного поля индуктивности, а большая
ее часть будет поглощаться сопротивлением.
Начиная с некоторого момента времени t1, когда ток начинает уменьшаться, в тепло будет переходить не только оставшаяся энергия электрического поля емкости, но и энергия, которая запаслась в магнитном поле индуктивности.
При включении цепи R, L, C на постоянное напряжение (поз. 1, табл. 8.1) происходит процесс накопления электрической энергии емкостью C от внешнего источника напряжения U. При апериодическом заряде емкости сопротивление R ограничивает ток i и, соответственно, долю энергии внешнего источника напряжения, которая переходит в энергию магнитного поля индуктивности. Поэтому ток в переходном процессе не изменяет знак.
Колебательный переходный процесс
При колебательном
переходном процессе ток i
изменяется по затухающему синусоидальному
закону (поз. 3, 4, табл. 8.1). Такой вид
переходного процесса возможен при
условии
.
Рассмотрим колебательный разряд емкости, заряженной предварительно до напряжения uC (0) = U (поз. 4, табл. 8.1). Энергия, запасенная емкостью, превратится в переходном процессе в тепло на сопротивлении R, при этом ток изменяется по затухающему синусоидальному закону и меняет знак. Это означает, что в переходном процессе индуктивность и емкость обмениваются энергией, т. е. энергия электрического поля емкости переходит в энергию магнитного поля индуктивности и это продолжается несколько циклов, пока суммарная энергия не превратиться в тепло на сопротивлении.
Таблица 8.1
А п е р и о д и ч е с к и й р е ж и м, |
|||
1 |
Включение цепи R, L, C на постоянное напряжение |
2 |
Отключение цепи R, L, C от постоянного напряжения |
|
R
C
L
U
i
|
||
К о л е б а те л ь н ы й р е ж и м, |
|||
3 |
Включение цепи R, L, C на постоянное напряжение |
4 |
Отключение цепи R, L, C от постоянного напряжения |
R
C
L
U
i
|
R
C
L
U
i
i
t
0
t1
; ;
|
||
;
;
;
;
;
При включении цепи R, L, C на постоянное напряжение (поз. 3, табл. 8.1) происходит процесс накопления электрической энергии емкостью от внешнего источника напряжения U. При колебательном заряде ток i изменяет знак, т. е. происходит обмен энергией между индуктивностью и емкостью.