Влияние RC- и RL-цепей на импульсы различной формы
Несмотря на то, что формы электрических импульсов довольно разнообразны, их можно представить в виде суммы элементарных (типовых) напряжений трёх форм: скачкообразного, линейно изменяющегося и экспоненциального. Поэтому рассмотрим воздействие различных форм напряжений на RC- и RL-цепи.
Изображение RC- и RL-цепей.
Элементарные формы напряжения (сверху вниз): ступенчатое, линейно-изменяющееся, экспоненциальное.
Ступенчатое изменение напряжения. При подключении RC-цепи к источнику постоянного напряжения uвх = Е = const, напряжения на конденсаторе и резисторе будет изменяться по экспоненциальному закону:
где е – математическая постоянная, е = 2,72;
t – время, с;
τ – постоянная времени, с. τ = RC.
С определением напряжения всё понятно, но в практике чаще возникает вопрос о времени установления напряжения. Например, необходимо вычислить время за которое на конденсаторе установится напряжение равное uС = 0,95 Е. Простым преобразованием формулы напряжения получим
Аналогично при подключении RL-цепи к источнику постоянного напряжения uвх = Е = const
где τ – постоянная времени, с. τ = L/R.
Линейно изменяющееся напряжение. При подключении RC-цепи к источнику линейно изменяющегося напряжения uВХ = kt, напряжения на резисторе и конденсаторе будут изменяться согласно следующей формуле
Для RL-цепи подключённой к источнику с линейно изменяющимся напряжением uВХ = kt, напряжения на элементах соответственно будут такими
Временные диаграммы напряжений при линейно изменяющемся напряжении в RC- и RL-цепях.
Экспоненциально изменяющееся напряжение. При подключении RC-цепи к источнику экспоненциально изменяющегося напряжения , напряжения на резисторе и конденсаторе будут изменяться согласно следующей формуле
где q = τ/τ1.
Соответственно напряжение на конденсаторе будет равно разности напряжений источника и напряжения на резисторе
Временные диаграммы для uR представлены ниже при различных значениях q. При больших значениях q, то есть постоянной времени цепи τ, формы напряжений uR близки к формам, соответствующим ступенчатому изменению входного напряжения. При уменьшении τ, кроме сокращения длительности спада напряжения uR, уменьшается и максимальное значение uR.
Временные диаграммы напряжений на резисторе RC-цепи при различных значениях
q = τ/τ1.
Формулы и временные диаграммы для напряжений на выходе RL-цепи оказываются такими же, как и для RC-цепи.
Дата добавления: 2021-04-21; просмотров: 420;