Емкостных элементов

как у < 0 (рис, 2.24, б) и по (2.47) #. > Фи. На векторной диаграмме положительное значение угла ^ отсчитывается против направления движения часовой стрелки от вектора комплексного значения тока I , а отрицательное значение - по направлению движения часовой стрелки. При нескольких последовательно соединенных резистивных индуктивных и емкостных элементах комплексное сопротивление

Рассмотпим сначала приемники энергии, схемы замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью Р [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q, [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью <2„

Токи в индуктивных элементах /^ (t ) и напряжения на емкостных элементах ис(( _) непосредственно перед коммутацией называются начальными условиями.

Если токи в индуктивных элементах и напряжения на емкостных элементах цепи в момент времени t_ равны нулю, т. е. i^(t_) = 0;

Токи iL в индуктивных и напряжения ис на емкостных элементах определяют энергию этих элементов [см. (2.5) и (2.13)}, инерционность изменения которой при различного рода коммутациях вызывает переходный процесс в цепи. Совокупность токов »? и напряжений ис называется переменными состояниями цепи.

2. Почему при нестационарных процессах токи в индуктивных элементах и напряжения на емкостных элементах должны изменяться непрерывно?

Составление системы дифференциальных уравнений цепи обычно основано на том, что вводится вектор-столбец X переменных состояния, в качестве которых выбирают токи во всех индуктивных элементах и напряжения на всех емкостных элементах цепи:

В ЗУ с первичным питанием от сети переменного тока (однофазного или трехфазного) входной блок В.Б представляет собой различные схемы токоограничения и формирования зарядных процессов, выполненные на активных, индуктивных и емкостных элементах. ЗУ малой мощности обычно выполняются однофазными, а большой мощности -трехфазными. В простейших случаях ВБ представляет собой последовательно включенные в первичную обмотку однофазного или трехфазного повышающего трансформатора элементы электрических цепей R, XL, R, Хс или R, XL. Xc.

ний напряжений на емкостных элементах и токов в индуктивных элементах в момент ^—0). В блоке 2 производится обращение к подпрограмме расчета коэффициентов Fb F2 рекуррентного выражения (3.55). Далее происходит вхождение в цикл, в каждом повторении тела которого в блоке 4 производится обращение к подпрограмме расчета мгновенного значения входного воздействия, в блоках 5 и 6 — расчет для очередного момента времени вектора состояния X и значения отклика Хвых, блок 7 обеспечивает вывод рассчитанных значений отклика.

При этом знание вектора состояния \(t), элементы которого представляют собой напряжения на емкостных элементах и токи в индуктивных элементах, позволяет на каждом шаге интегрирования уравнений состояния цепи определять соответствующие значения нелинейных реактивных элементов.

Так как в статическом режиме токи и напряжения в схеме постоянны, в индуктивных элементах текут постоянные токи, на емкостных элементах образуются постоянные напряжения. Отсю-

Для измерения значений L индуктивных и С емкостных элементов используются уравновешенные мосты переменного то-ка ( 7.20, а, 6).

На 2.4 приведены кулон-вольтные характеристики линейного (линия а) и нелинейного (линия б) емкостных элементов, а также условные обозначения таких элементов на схемах замещения.

Зависимости между токами и напряжениями резистивных, индуктивных и емкостных элементов определяются происходящими в них физическими процессами. Математическое описание физических явлений для каждого из этих элементов зависит от выбранного способа представления синусоидальных величин.

Величина Ь_ = соС в выражении (2.35), единица которой Ом"1 = = См, называется емкостной проводимостью, а обратная величина х„ = 1/о>С, единица которой Ом, — емкостным сопротивлением. Значения величин хс и Ь„ являются параметрами емкостных элементов

1) представить исходные данные о параметрах всех элементов цепи в комплексной форме. Это означает, что, во-первых, синусоидальные ЭДС источников напряжения или токи источников тока, заданные мгновенными значениями (в тригонометрической форме), следует представить комплексными значениями (табл. 2.3) и, во-вторых, для индуктивных и емкостных элементов цепи нужно определить соответствующие комплексные сопротивления или комплексные проводимости (табл. 2.4);

Процесс обмена энергией между источником энергии и совокупностью индуктивных и емкостных элементов пассивного двухполюсника отображается его реактивной мощностью, равной реактивной мощности источника:

Если включены параллельно несколько резистивных, индуктивных и емкостных элементов, то комплексная проводимость

В общем случае параллельные ветви могут содержать последовательные соединения резистивных, индуктивных и емкостных элементов. Комплексная проводимость цепи с параллельным соединением и. таких ветвей равна сумме комплексных проводимостей всех ветвей:

зистивных, индуктивных и емкостных элементов, означает, что, во-первых, алгебраическая сумма активных мощностей всех источников энергии равна арифметическСй*'еумме мощностей всех резистивных элементов:

во-вторых, алгебраическая сумма реактивных мощностей всех источников энергии равна разности между арифметической суммой реактивных мощностей всех индуктивных элементов и арифметической суммой реактивных мощностей всех емкостных элементов :

Отметим, что физической причиной возникновения переходных процессов в цепях является наличие в них катушек индуктивности и конденсаторов, т. е. индуктивных и емкостных элементов в соогрефГ ствующих схемах замещения. Объясняется это тем, что энергия магнитного [см. (2.5)] и электрического [см. (2.13)] полей этих элементов не может изменяться скачком при коммутации в цепи.