fizika / Физика билеты на экзамены / б (10) / 10
.docx10..Экстратоки замыкания и размыкания.
Экстратоки замыкания и размыкания
|
|
В цепях постоянного тока при замыкании и размыкании возникаюткратковременные переходные процессы, связанные с явлением самоиндукции. Токи втаких процессах принято называть экстратокамизамыкания и размыкания.
Экстраток замыкания
Врассматриваемой цепи I = (Åисточника + Å самоиндукции) / R.
Å самоиндукции = L. Отсюда I = (Åисточника + L) / R., после преобразований это выражение принимаетформу неоднородного дифференциального уравнения: Åи / L) = 0, решением которогобудет выражение: I = (Åи / R) +C1.Величина С1 определяется начальными условиями: при t = 0 ток в цепи равен нулю: I = 0, тогдаС1 = - (Åи /R).
|
|
При замыканиицепи ток плавно нарастает от 0 до - (Åи /R).
Чем большевеличина отношения R/L,тем быстрее ток достигает максимального значения.
I замыкания = (Åи /R)
Экстраток размыкания
|
|
Приразмыкании ключа сила тока в контуре убывает, уменьшается и поток магнитнойиндукции, сцепленный с контуром. Такое изменение магнитного потока вызываетпоявление ЭДС самоиндукции.
Наблюдать этоявление можно в цепи, если параллельно соленоиду включить неоновую лампочку N. Еслицепь замкнута, то эта лампочка не светится, так как напряжение зажигания ееменьше напряжения источника тока, но в момент размыкания цепи неоновая лампочкана мгновение ярко вспыхивает - при быстром убывании магнитного потока всоленоиде возникает ЭДС самоиндукции, превышающая напряжение зажигания. Токсамоиндукции можно рассчитать по формуле: I размыкания = Å самоиндукции / R = - L / R. Послепреобразований получается дифференциальное уравнение:
|
|
решением которого являетсявыражение:
I = C2 e. Значение константы C2 определяется из начальныхусловий: при t = 0 силатока в цепи равна I0 = Åи / R, следовательно,
Iразмыкания = I0 e.
Спад токапроисходит медленнее при больших значениях отношения .
Экстратокиразмыкания создают весьма сложную техническую проблему - гашение электрическойдуги при размыкании электрических цепей.