Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 27

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 193 >> Следующая

1 I'
- = — (2.49)
LU
При параллельном включении катушек индуктивности напряжение на каждой из них будет одинаковым, следовательно, знаменатель не изменится. Общий ток является суммой индивидуальных токов, протекающих через катушки, в силу чего производная общего тока представляет собой сумму отдельных производных. Можно записать:
I=Y-L (2.50)
L iL
Данное выражение по своей структуре аналогично формуле для случая параллельного включения резисторов.
2.10. Накопление энергии в катушках индуктивности
Подобно конденсаторам, катушки индуктивности могут накапливать энергию, а не рассеивать ее в виде тепла. Как и конденсаторы, катушки индуктивности имеют некоторое сопротивление, следовательно, при больших значениях тока они будут разогреваться. Величина энергии E(t), накапливаемой в катушке индуктивности, рассчитывается как интеграл от мощности P(t) = U(t)I(t), то есть:
E(t) = |P(t)dt = J U(t)I(t)dt (2-51)
о о
Подставив значение U из уравнения (2.46), получим:
E = JLHdI (2.52)
о
При использовании I в качестве переменной интегрирования получим следующее выражение:
E = LfIdI = — (2.53)
І 2
2.П.М.-ЦЕПИ 159
Необходимо учитывать, что накопленная энергия в катушке индуктивности пропорциональна току, а не напряжению, как в конденсаторах. Уже отмечалось, что для конденсаторов опасен режим короткого замыкания выводов, так как ток при этом может достигать значительной величины и выделение накопленной энергии может произойти очень быстро. В катушке индуктивности опасность заключается в прерывании протекающего тока. Например, если разомкнуть цепь, в которую включена катушка индуктивности и по которой протекает ток, возникнет значительное по величине напряжение, способное привести к появлению электрической дуги в точке размыкания цепи.
Данная особенность учтена в системах зажигания автомобилей для создания электрического разряда внутри цилиндра, в результате чего воспламеняется рабочая смесь. Картина довольно впечатляющая, так как от аккумуляторной батареи напряжением 12 В получают напряжение 10 кВ, достаточное для искрового разряда. На рис. 2.19 приведена упрощенная схема цепи зажигания.
Выключатель
Аккумуляторная батарея
Рис 2.19. Упрощенная схема индукционной системы зажигойия автомобиля
Прежде всего батарея и резистор соединяются с помощью ключа в единую цепь для того, чтобы по катушке индуктивности протекал ток. Затем ключ разрывается. Как только это происходит, ток в катушке индуктивности будет уменьшаться очень быстро, вызывая большие напряжения. Когда напряжение достигнет значения, достаточного для возникновения пробоя в разрядном промежутке свечи, рабочая смесь в цилиндре двигателя воспламенится.
2.11. RL-цепи
Если рассмотреть электрическую цепь, состоящую из последовательно включенного резистора и катушки индуктивности, так называемую RL-цепъ, по которой течет ток (рис. 2.20), мы увидим, что ток будет уменьшаться, а энергия, накопленная в катушке индуктивности, будет выделяться на резисторе в виде тепла.
Для проведения анализа проходящих процессов в цепи необходимо представить напряжение в виде:
U = IR = -LI' (2.54)
Знак «минус» указывает, что ток вытекает из катушки индуктивности:
(L / R)I' + I = 0 (2.55)
[бої 2. ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
V R
Рис 2.20. Схема RL-цепи (а) и график затухания тока (б)
Постоянная времени описывается выражением:
т = L / R (2.56) Решение уравнения записывается в следующем виде:
I(t) = I,exp(-t/"T) (2.57)
Спад тока в катушке индуктивности описывается выражением, по своему виду полностью совпадающим с выражением для спада напряжения на конденсаторе (рис. 2.206). Однако в катушке индуктивности ток падает быстро, если сопротивление резистора велико. А в конденсаторе картина совершенно противоположная -быстрый разряд конденсатора происходит только на резисторе с малым сопротивлением. Так как на экране осциллографа обычно измеряются напряжения, а не токи, то удобнее проанализировать этот спад на конденсаторе, а не на катушке индуктивности. Обычно для того, чтобы определить значение тока, измеряют величину падения напряжения на последовательно включенном эталонном резисторе с известным сопротивлением, а затем, разделив измеренное напряжение на величину сопротивления, рассчитывают ток. В лабораторных условиях для возбуждения RL-цепи используют генератор импульсов. Чтобы пояснить происходящие процессы, рассмотрим RL-цепь с источником тока, представленную на рис. 2.21а. При анализе данной схемы необходимо определить ток, спадающий до нуля, затем найти ток резистора, а потом, используя значение тока, протекающего через резистор, вычислить ток в катушке индуктивности, который, собственно, и является искомой величиной.
На основании закона Кирхгофа для I5 можно записать следующее выражение:
L = I1 + ; (2.58)
где I1 - ток в катушке индуктивности, а 1г - ток в резисторе. Напряжение U можно рассчитать по формуле:
U = RL = Li; (2.59)
Производную 1( можно заменить на -I', что позволит записать выражение:
U = RL = -Li' (2.60)
2.12. ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ [бГ]
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed