Импульсный доклад что это

Обновлено: 28.06.2024

область техники, исследующая, разрабатывающая и применяющая методы и технические средства генерирования (формирования), преобразования и измерения электрических импульсов (см. Импульс электрический). В И. т. также исследуют и анализируют процессы, возникающие при воздействии электрических импульсов на различные электрических цепи, устройства и объекты.

Электрические импульсы тока и напряжения широко используются для тех или иных целей в различных областях науки и техники (см. Импульсная техника высоких напряжений). Наиболее широко электрические импульсы применяются в электронике при импульсном режиме работы электронных устройств различного назначения. Здесь находят применение как одиночные импульсы (радиоимпульсы и видеоимпульсы), так и главным образом последовательности импульсов (серии импульсов), образующих импульсные сигналы, несущие информацию или выполняющие функции управления работой электронных устройств.

При импульсном режиме электронные устройства подвергаются воздействию электрических сигналов не непрерывно (в течение всего времени работы устройства), а прерывисто. При этом прерывистая структура импульсных сигналов составляет принципиальную основу полезных функций устройства, работающего в импульсном режиме. Импульсные сигналы различаются по амплитуде и длительности импульсов, частоте их следования, а также по относит. взаимному расположению в серии. На рис. 1 изображен импульсный сигнал в виде серии из 3 импульсов, сгруппированных согласно некоторому условному коду, определяемому, в частности, расстановкой импульсов в серии. Импульсные сигналы могут иметь более сложную структуру, зависящую от вида модуляции (См. Модуляция) и формы импульса. Некоторые электрические колебания сложной формы (рис. 2), в отличие от синусоидальных, имеют разрывной характер; им свойственны весьма широкий частотный спектр и наличие характерных точек, точнее участков весьма малой временной протяжённости, в которых скорость изменения колебательного процесса претерпевает резкие скачки (разрывы). Эти свойства сближают колебания сложной формы с типичными импульсными процессами. В И. т. часто применяют импульсные сигналы с частотным заполнением от десятков гц до десятков Ггц.

Для получения импульсов различной формы, функционального преобразования импульсных сигналов, селекции импульсов по тому или иному признаку, а также для выполнения логических операций над ними служат типовые импульсные логические схемы и устройства. К ним относятся линейные устройства формирования импульсов, преобразования их формы, амплитуды, полярности и временного положения (формирующие линии, дифференцирующие и интегрирующие цепи, импульсные трансформаторы и усилители, электромагнитные и ультразвуковые линии задержки); нелинейные устройства преобразования импульсов и переключения цепей (ограничители, фиксаторы уровня, Пик-трансформаторы, магнитные генераторы импульсов, электронные ключи и др.); регенеративные спусковые схемы (См. Спусковая схема), и генераторы импульсов (пересчётные схемы, Триггеры, мультивибраторы, Блокинг-генераторы); импульсные делители частоты повторения; электронные генераторы линейно-изменяющегося тока и напряжения (в т.ч. Фантастроны, Санатроны и др.); селекторы импульсов; логич. схемы и спец. устройства обработки импульсных сигналов (кодирующие и декодирующие устройства, Дешифраторы, Регистры, матрицы, элементы памяти ЭВМ и др.).

Импульсные методы имеют существенное значение в информационно-измерительной технике, используемой, в частности, в космической электронной аппаратуре и при исследованиях в области физики быстрых частиц. Методы и средства И. т. лежат в основе работы современных электронных ЦВМ, разнообразных цифровых автоматов, применяемых не только как средство автоматизации вычислительного процесса, но и для решения различных логических задач при автоматической обработке информации. Для этого производятся соответствующие преобразования над импульсными сигналами, несущими информацию (обычно в сопровождении помех), и с помощью логических схем и устройств селекции импульсов выполняются логические операции над импульсами. Т. о. выделяют, анализируют, распознают и регистрируют полезную информацию, содержащуюся в обрабатываемых импульсах. Исключительно широко применяются методы И. т. в радиоизмерительных устройствах (Частотомерах, Осциллографах, анализаторах спектра (См. Анализатор спектра), измерителях временных интервалов и др.).

Лит.: Моругин Л. А., Глебович Г. В., Наносекундная импульсная техника, М., 1964; Магнитные генераторы импульсов, М., 1968;ГольденбергЛ.М., Теория и расчёт импульсных устройств на полупроводниковых приборах, М., 1969; Справочник по импульсной технике, под ред. В. Н. Яковлева, К., 1970; Алексенко А. Г., Основы микросхемотехники, М., 1971; Ицхоки Я. С., Овчинников Н. И., Импульсные цифровые устройства, М., [1972]; Миллман Я., Тауб Г., Импульсные и цифровые устройства, пер. с англ., М. — Л., 1960; Харли Р. Б., Логические схемы на транзисторах, пер. с англ., М., 1965; Чжоу В. Ф., Принципы построения схем на туннельных диодах, пер. с англ., М., 1966; Vabre I.-P., Electronique des impulsions, t. 3, P., 1970.

высоких напряжений, область электротехники, предметом которой является получение, измерение и использование импульсов высоких напряжений (амплитудой от 10 2 в до 10 7 в) и импульсов сильных токов (амплитудой от 10 2 а до 10 7 а). Длительность импульсов варьируется в пределах от 10 -1 до 10 -10 сек. Это могут быть одиночные импульсы или повторяющиеся с большой Скважностью.

Импульсы высоких напряжений используются при испытании электротехнической аппаратуры, имитации внутренних и грозовых перенапряжений в электрической сети, для моделирования молниезащитных устройств и т. д. В экспериментальной физике импульсы высоких напряжений применяются для создания сильных импульсных электрических полей при исследовании процессов электрического пробоя, для получения кратковременных (10 -7 —10 -6 сек) вспышек рентгеновского излучения, для питания искровых камер (См. Искровая камера), электронно-оптических преобразователей (См. Электроннооптический преобразователь), Керра ячеек (См. Керра ячейка), в ускорителях заряженных частиц (См. Ускорители заряженных частиц), для создания импульсных электронных и ионных пучков.

Импульсы напряжений амплитудой до 10 7 в получают от генераторов импульсных напряжений (ГИН). Они содержат группу конденсаторов С (рис. 1), которые при зарядке от источника ПН соединены параллельно через сопротивления R. Когда напряжение на конденсаторах достигает требуемой величины, они с помощью искровых промежутков П включаются последовательно (схема Аркадьева — Маркса). Длительность фронта и спада импульса регулируется демпфирующими Rд и разрядным Rp сопротивлениями, ёмкостью Сф и ёмкостью нагрузки О.

Импульсы с длительностью фронта Импульсная техника 10 -9 сек и полной длительностью Импульсная техника 10 -8 —10 -7 сек при амплитуде 10 4 —10 6 в получают от генераторов наносекундных импульсов. Схема одного из них отличается от рис. 1 заменой конденсаторов отрезками коаксиального кабеля (обладающего распределённой ёмкостью) и отсутствием сопротивлений Rд и Rф. Наносекундные импульсы получают также с помощью отрезков коаксиального кабеля, соединённых по схеме рис. 2; отрезка трёхполосной полосковой линии (схема Блюмлейна, рис. 3), полосковой линии, свёрнутой в спираль (спиральный генератор, рис. 4) и др. В последних двух генераторах происходит удвоение (рис. 3) или умножение (рис. 4) напряжения после пробоя искрового промежутка П и отражения волны напряжения от конца линии. Если к форме импульса напряжения не предъявляются специальные требования, то для получения импульсов с амплитудой Импульсная техника 10 4 —10 5 в применяют импульсные трансформаторы (катушки Румкорфа, трансформатор Тесла и др.).

Амплитуды импульсов измеряются с помощью специальных ёмкостных, омических или смешанных делителей напряжения.

Импульсы сильных токов применяются: 1) для создания импульсных магнитных полей в термоядерных установках, ускорителях заряженных частиц, при ускорении плазмы (См. Плазма), и металлических тел, при магнитно-импульсной обработке металлов, в быстродействующих электромагнитных клапанах, импульсном электроприводе и т. д.); 2) для быстрого нагрева газа и проводников (нагрев газа при аэродинамических и термоядерных исследованиях, получение мощных ударных волн (См. Ударная волна) и расходящихся потоков жидкости для эхолокации и сейсморазведки, деформирование и разрушение материалов, электрический взрыв проводников, питание импульсных источников света (См. Импульсные источники света), электроэрозионная обработка металлов, импульсная сварка и др., см. Электрофизические и электрохимические методы обработки); 3) для испытания электротехнических устройств, коммутационной аппаратуры, моделирования разрушающего действия тока молнии и т. д.

Источниками импульсов тока служат: ударные электрические генераторы, накапливающие энергию до 10 8 дж в виде кинетической энергии массивного ротора (см. Генератор электромашинный); аккумуляторы, конденсаторные батареи (ёмкостные накопители), заряжаемые от источника постоянного напряжения (например, контур Горева); индуктивные накопители (накопление энергии происходит в катушке индуктивности); взрывные генераторы, в которых происходит уменьшение объёма контура или катушки с током при взрыве или под действием магнитного поля (рис. 5).

Для присоединения нагрузки к импульсным источникам сильных токов используют Тиратроны, (при токе до 10 3 —10 4 а и напряжении Импульсная техника 20—30 кв), Разрядники с повышенным и атмосферным давлением (токи до 10 6 а и напряжения до 10 5 в), вакуумные разрядники с непрерывной откачкой (токи до 10 6 а, напряжения до 10—20 кв) и запаянные (токи до 10 3 а и напряжения до 10 5 в). Применяются также разрядники с твёрдым диэлектриком, заменяемым после каждого разряда (токи Импульсная техника 10 6 а, напряжения Импульсная техника 10 4 в). Для согласования ёмкостных и индуктивных накопителей с нагрузкой применяются импульсные трансформаторы. Измерение импульсных токов проводится с помощью Шунтов или измерительных трансформаторов (пояса Роговского) с интегрирующими цепями. Для этой же цели применяются устройства, использующие явление вращения плоскости поляризации (См. Вращение плоскости поляризации) (угол поворота плоскости поляризации пропорционален напряжённости магнитного поля, создаваемого измеряемым током).

Лит.: Техника высоких напряжений, под ред. Л. И. Сиротинского, ч. 1, М., 1951; Гончаренко Г. М., Жаков Е. М., Дмоховская Л. Ф., Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения, М., 1966; Фрюнгель Ф., Импульсная техника. Генерирование и применение разрядов конденсаторов, пер. с нем., М.—Л., 1965; Техника больших импульсных токов и магнитных полей, под ред. В. С. Комелькова, М., 1970; Месяц Г. А., Насибов А. С., Кремнев В. В., Формирование наносекундных импульсов высокого напряжения, М., 1970; Физика быстропротекающих процессов, пер. с нем., под ред. Н. А. Златина, т. 1, М., 1971.

Рис. 1. Схема генератора импульсных напряжений (ГИН, или схема Аркадьева — Маркса): ПН — источник постоянного напряжения; С — конденсаторы; R — зарядные сопротивления; Rд — демпфирующие сопротивления: Rp — разрядное сопротивление; П — искровые промежутки; О — объект испытания.

Рис. 2. Схема кабельного генератора наносекундных импульсов высокого напряжения; К — отрезки коаксиального кабеля; П — искровой промежуток; О — нагрузка.

Рис. 3. Схема генератора Блюмлейна: ИП — источник постоянного напряжения или ГИН; Л — трёхполосная полосковая линия.

Рис. 5. Амплитуды и длительности токов, получаемых от различных импульсных источников тока: I — взрывные генераторы; II — ёмкостные накопители энергии; III — индуктивные накопители: IV — импульсные аккумуляторы; V — контур Горева; VI — ударные генераторы.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Полезное

Смотреть что такое "Импульсная техника" в других словарях:

ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА — ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА, область техники; охватывает исследование, разработку и использование методов и технических средств генерирования, преобразования, усиления и измерения параметров электрических импульсов, а также исследование импульсных… … Современная энциклопедия

ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА — область техники, предмет которой разработка теоретических основ, практических методов и технических средств генерирования (формирования), преобразования и измерения параметров электрических импульсов, а также исследование импульсных процессов в… … Большой Энциклопедический словарь

импульсная техника — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN sampling technique … Справочник технического переводчика

Импульсная техника — ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА, область техники; охватывает исследование, разработку и использование методов и технических средств генерирования, преобразования, усиления и измерения параметров электрических импульсов, а также исследование импульсных… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА — область радиоэлектроники, вычислительной техники, автоматики, телемеханики, телефонии, электротехники и др. отраслей, в которых разрабатываются и используются импульсные режимы работы систем и устройств … Большая политехническая энциклопедия

импульсная техника — область техники, предмет которой разработка теоретических основ, практических методов и технических средств генерирования (формирования), преобразования и измерения параметров электрических импульсов, а также исследование импульсных процессов в… … Энциклопедический словарь

импульсная техника — impulsinė technika statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. pulse technique vok. Impulstechnik, f rus. импульсная техника, f pranc. technique des impulsions, f … Automatikos terminų žodynas

импульсная техника — impulsinė technika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pulse technique vok. Impulstechnik, f rus. импульсная техника, f pranc. technique des impulsions, f … Fizikos terminų žodynas

ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА — область техники, предмет к рой разработка теоретич. основ, практич. методов и технич. средств генерирования (формирования), преобразования и измерения параметров электрич. импульсов, а также исследование импульсных процессов в электрич. цепях (гл … Большой энциклопедический политехнический словарь

Импульсная техника высоких напряжений — Импульсная техника высоких напряжений, область электротехники, предметом которой является получение, измерение и использование импульсов высоких напряжений (амплитудой от 102 в до 107 в) и импульсов сильных токов (амплитудой от 102 а до 107 а).… … Большая советская энциклопедия

Импульс (Количество движения) — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости: В более общем виде, справедливом также и в релятивистской механике, определение имеет вид: Импульс — это аддитивный интеграл движения механической системы, связанный согласно теореме Нётер с фундаментальной симметрией — однородностью пространства.

Вложенные файлы: 1 файл

ИМПУЛЬС.ppt

Проект готовила студентка ЭТО группы №152-Б (ПУ) Кечкина Елена

Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования Свердловской области

Екатеринбургский
экономико-технологический
колледж

Что же такое импульс?

Импульс (Количество движения) — векторная физическ ая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:

В более общем виде, справедливом также и в релятив истской механике, определение имеет вид:

Импульс — это аддитивный интег рал движения механической сист емы, связанный согласно теореме Нёт ер с фундаментальной симметрие й — однородностью пространства .

Какие еще понятия импульса ест ь в физике?

  • Импульс — фундаментальная физи ческая величина, характеризующая движение систе мы.
  • Импульс силы — векторная величина, характеризующая воздействие силы на систему.
  • Момент импульса
  • Электрический импульс
  • Импульс Ферми
  • Импульс электромагнитного поля — количество движения, которым обладает электромагнитное поле в данном объёме. Не путать с электромагнитным импульсом.
  • Волновой импульс — однократное возмущение, распространяющееся в пространстве или в среде.
    • Световой импульс
    • Радиоимпульс
    • Электромагнитный импульс — поражающий фактор ядерного оружия.

    История появления термина.

    Потенциал действия — волна воз буждения, перемещающаяся по мембране жив ой клетки в процессе передачи нервного сигнала. По сути своей представляет эле ктрический разряд — быстрое кр атковременное изменение потенц иала на небольшом участке мемб раны возбудимой клетки (нейрона, мышечного волокна ил и железистой клетки), в результате которого наружная поверхность этого участка ста новится отрицательно заряженно й по отношению к соседним учас ткам мембраны, тогда как его внутренняя повер хность становится положительно заряженной по отношению к сос едним участкам мембраны. Потенциал действия является фи зической основой нервного или мышечного импульса.

    Потенциалы действия могут разл ичаться по своим параметрам в зависимости от типа клетки и д аже на различных участках мемб раны одной и той же клетки. Наиболее характерный пример ра зличий: потенциал действия сердечной м ышцы и потенциал действия боль шинства нейронов. Тем не менее, в основе любого потенциала дей ствия лежат одни и те же явлен ия.

    Импульс силы — это векторная физическая величина, равная произведению силы на время её действия, мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени (в поступательном движении).

    За конечный промежуток времени эта величина равна определённ ому интегралу от элемен­ тарного импульса силы, где пределами интегрирования я вляются моменты начала и конца промежутка времени действия с илы. В случае одновременного действ ия нескольких сил сумма их имп ульсов равна импульсу их равно действующей за то же время.

    Момент импульса (кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение.

    Следует учесть, что вращение здесь понимается в широком смысле, не только как регулярное враще ние вокруг оси. Например, даже при прямолинейном движени и тела мимо произвольной вообр ажаемой точки, не лежащей на линии движения, оно также обладает моментом им пульса. Наибольшую, пожалуй, роль момент импульса играет пр и описании собственно вращател ьного движения. Однако крайне важен и для гора здо более широкого класса зада ч (особенно — если в задаче есть центральная или осевая симмет рия, но не только в этих случаях).

    Замечание: момент импульса относительно точки — это псевдовектор, а момент импульса относительно оси — псевдоскаляр.

    Момент импульса замкнутой сист емы сохраняется.

    Электрический импульс — кратковременный всплеск электрического напряжения или силы тока в определённом, конечном временном промежутке. Различают видеоимпульсы — единичные колебания какой-либо формы и радиоимпульсы — всплески высокочастотных колебаний. Видеоимпульсы бывают однополярные (отклонение только в одну сторону от нулевого потенциала) и двухполярные.

    Электромагнитный импульс (ЭМИ) — поражающий фактор ядерного оружия, а также любых других источников ЭМИ (например молнии, специального электромагнитного оружия, короткого замыкания в электрооборудовании высокой мощности, или близкой вспышки сверхновой и т. д.). Поражающее действие электромагнитного импульса (ЭМИ) обусловлено возникновением наведённых напряжений и токов в различных проводниках. Действие ЭМИ проявляется, прежде всего, по отношению к электрической и радиоэлектронной аппаратуре. Наиболее уязвимы линии связи, сигнализации и управления. При этом может произойти пробой изоляции, повреждение трансформаторов, порча полупроводниковых приборов и т. п. Высотный взрыв способен создать помехи в этих линиях на очень больших площадях. Защита от ЭМИ достигается экранированием линий энергоснабжения и аппаратуры.

    Удельный импульс или удельная тяга (англ. specific impulse) — показатель эффективности реактивного двигателя. Иногда оба термина используются как синонимы, имея в виду, что это, фактически, одна и та же характеристика. Удельная тяга применяется обычно во внутренней баллистике, в то время как удельный импульс — во внешней баллистике. Размерность удельного импульса есть размерность скорости, в системе единиц СИ это метр в секунду.


    Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

    и́мпульсный

    1. связанный, соотносящийся по значению с существительным импульс

    2. краткий, имеющий характер отдельных импульсов

    Фразеологизмы и устойчивые сочетания

    Делаем Карту слов лучше вместе

    Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

    Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

    Вопрос: гала-представление — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

    Синонимы к слову «импульсный»

    Предложения со словом «импульсный»

    • Ствол импульсной винтовки плавно пошёл в его сторону, раздался тихий шелест, сопровождаемый треском статики, и фантомная мишень, судорожно взмахнув руками, упала, с грохотом обрушив обгорелый штабель пустых ящиков.

    Сочетаемость слова «импульсный»

    И́мпульсный стабилиза́тор напряже́ния (ключево́й стабилизатор напряжения, используются также названия импульсный преобразователь, импульсный источник питания) — стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент (ключ) работает в импульсном режиме, то есть регулирующий элемент периодически открывается и закрывается.

    Дополнительно

    Предложения со словом «импульсный»

    Ствол импульсной винтовки плавно пошёл в его сторону, раздался тихий шелест, сопровождаемый треском статики, и фантомная мишень, судорожно взмахнув руками, упала, с грохотом обрушив обгорелый штабель пустых ящиков.

    По какому-то отвратительному стечению обстоятельств в этот же миг человеческий разведкорабль начал движение, и кривые дуги разрядов импульсных пушек ударили в пустоту, разминувшись с врагом на какие-то метры.

    Ракетный боезапас давно иссяк, и он встретил штурмовики короткими очередями импульсных орудий.

    Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Импульсные сигналы и переходные процессы. Общие сведения об импульсных сигналах. Презентация на заданную тему содержит 19 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500
    500

    Импульсные сигналы и переходные процессы. Общие сведения об импульсных сигналах. В электрических цепях наряду с непрерывными сигналами, которые описываются непрерывными функциями времени, часто применяются и импульсные сигналы. Они существуют не на всей временной оси, и или их величина не произвольна. Названия импульсным сигналам дают в соответствии с их формой. Основными простейшими импульсными сигналами являются сигналы, представленные на рис. 6.1: 1 – положительный перепад амплитуды Е; 2 – отрицательный перепад амплитуды Е, задержанный на tu; 3 – одиночный прямоугольный импульс, есть сумма двух предыдущих сигналов. Кроме перечисленных сигналов в импульсной технике широко применяются сигналы, показанные на рис. 6.2: 1 – треугольный импульс, 2 – пилообразный импульс, 3 – экспоненциальный импульс.

    Переходная и импульсная характеристика цепи 1. Переходной характеристикой h(t) линейной цепи называют отклик y(t)= h(t) (выходной сигнал) цепи на единичное ступенчатое воздействие x(t)=1(t) напряжения или тока, при нулевых начальных условиях. Если ступенчатое воздействие имеет амплитуду Х0, то ПХ находится так Вид переходной характеристики цепи зависит от схемы цепи.

    Общие сведения о переходных процессах в линейных цепях Различают два режима работы цепи : 1. установившейся, когда параметры сигналов постоянны во времени; 2. неустановившейся - параметры сигналов во времени изменяются. Переходным процессом (режимом) называется процесс изменения токов и напряжений в цепи при ее переходе от одного установившегося режима к другому. Причина переходного процесса различные коммутации в цепи. Коммутацией принято называть мгновенное изменение схемы соединения или параметров ее элементов. Принято считать, что коммутация происходит мгновенно, в момент времени t=0, с помощью идеального ключа, ключ это двухполюсник с двумя состояниями с : 0 –ключ замкнут и ∞ - ключ разомкнут, или ступенчатого сигнала. Переходные процессы возникают в цепях, содержащих энергоемкие элементы (индуктивные и емкостные элементы), и обусловлены тем, что энергия магнитного и электрического полей не может изменяться мгновенно т.к. в этом случае создается бесконечная мощность. В резистивных цепях переходные процессы протекаю мгновенно.

    Законы коммутации В основе анализа переходных процессов лежат законы коммутации: Первый закон коммутации: в начальный момент времени после коммутации (при t=+0), ток через индуктивность сохраняет такое же значение, как и перед коммутацией (при t= - 0 ), т.е.: Второй закон коммутации: в начальный момент времени после коммутации (при t= +0), напряжение на емкости сохраняет такое же значение, как и перед коммутацией (при t= -0), т.е.: Характер переходного процесса зависит от числа реактивных элементов, от формы токов и напряжений источников, от схемы цепи, от начальных условий и от анализируемой величины (ток или напряжение).

    Начальные условия переходного процесса Под начальными условиями понимают значения тока и напряжения на элементах схемы непосредственно в момент коммутации. Различают два вида начальных условий: независимыми или зависимыми. Независимыми называют начальные условия, подчиняющиеся законам коммутации, они не зависят от коммутаций в схеме. Это напряжение на емкости uc(0) и ток индуктивности iL(0) в момент коммутации. Если в момент коммутации они равны нулю, то начальные условия называют нулевыми. В противном случае – ненулевыми. Остальные начальные условия: напряжение и ток в ветви с сопротивлением uR(0) и iR(0), напряжение на индуктивности uL(0) , ток в ветви с емкостью iC(0) - это зависимые начальные условия. Они не подчиняются законам коммутации и могут изменяться скачком.

    Схемы замещения реактивных элементов при коммутации Из законов коммутации следует Сразу после коммутации (при t=+0) индуктивный элемент эквивалентен независимому источнику тока, т.к. . При нулевых начальных условиях индуктивный элемент эквивалентен разрыву цепи (холостой ход - ХХ)., емкостной элемент эквивалентен источнику напряжения, т.к. а при нулевых начальных условиях - короткому замыканию (КЗ). При постоянном токе, когда t= - 0 и t=∞, т.к. ω=0, индуктивность эквивалентна КЗ, а емкость – ХХ (рис.1.2),.

    6.3. Методы анализа линейных цепей при импульсном воздействии Задача анализа цепи заключается в отыскании отклика при известном входном сигнале (воздействии). При импульсном воздействии, когда x(t) – произвольная функция времени, основными методами анализа цепей являются: 1) классический метод; 2) спектральный метод; 3) операторный метод; 4) временной (метод интеграла Дюамеля). Расчет переходной характеристики есть частный случай расчета переходного процесса.

    1.3. Расчет переходных процессов в линейных цепях В простых цепях расчет переходных процессов и анализ проводят классическим методом. Он обладает физической наглядностью. В сложных цепей применяют операторный метод. Класс. метод состоит в следующем 1. Составляют систему уравнений на основании законов Кирхгофа для мгновенных значений напряжения и тока для состояния цепи после коммутации. Для простых цепей эту систему уравнений можно исключением переменных свести к одному в общем случае неоднородному дифференциальному уравнению относительно какой-либо величины. (4.4.1) где an, ., a0 – постоянные коэффициенты; t – время; f(t) – внешнее воздействие (ЭДС, ток); y – искомая функция (ток, напряжение, .); n – порядок уравнения (цепи) обычно равен числу реактивных элементов в схеме. В качестве искомой величины выбирают либо ток в индуктивном элементе, либо напряжение на ёмкости. 2. Записывают общее решение линейного дифференциального уравнения. Оно. состоит их двух составляющих y(t) = y1(t) + y2(t), (4.4.3) где y2(t) – это частное решение неоднородного уравнения, оно зависит от источников и полученные при этом токи и напряжения называют установившимися или принужденными. Частое решение находят в стационарном режиме в послекоммутационной цепи, когда переходной процесс закончен , т.е. когда t → ∞, т.к., y1(t) – общее решение однородного линейного дифференциального уравнения, когда f = 0. Это решение не зависит от воздействия (x) и называется свободной составляющей общего решения. Оно известно: где pi – корни характеристического уравнения, Ai – постоянные интегрирования. 3. Находят вынужденную составляющую, по схеме замещения когда t  . y2(t)= у(t→∞) 4. Корни pi находят из решения характеристического уравнения: 5. Постоянные интегрирования Ai уравнений для свободных составляющих определяют из начальных условий, используя два закона коммутации: - для индуктивности и - для емкости, по схеме замещения при t 0. 6. Проводят анализ корней и записывают общее решение.

    Этапы расчета переходного процесса в цепи классическим методом Этапы расчета переходного процесса в цепи классическим методом: 1. Найти независимые начальные условия, то есть, напряжения на ёмкостях и токи на индуктивностях в момент начала переходного процесса Uc(-0) и IL(-0). 2. Составить систему уравнений на основе законов Кирхгофа, Ома, электромагнитной индукции и т.д., описывающих состояние цепи после коммутации, и методом исключением переменных получить одно дифференциальное уравнение, в общем случае неоднородное относительно искомого тока i или напряжения u. Для простых цепей получается дифференциальное уравнение первого или второго порядка, в котором в качестве искомой величины выбирают либо ток в индуктивном элементе, либо напряжение на емкостном элементе. 3. Составить общее решение полученного неоднородного дифференциального уравнения цепи в виде суммы частного решения неоднородного дифференциального уравнения и общего решения соответствующего однородного дифференциального уравнения. 4. Найти для общего решении постоянные интегрирования из начальных условий, т. е. условий в цепи в начальный момент времени после коммутации. Применительно к электрическим цепям в качестве частного решения неоднородного дифференциального уравнения выбирают установившийся режим в рассматриваемой цепи (если он существует), т. е. постоянные токи и напряжения, если в цепи действуют источники постоянных ЭДС и токов, или синусоидальные напряжения и токи при действии источников синусоидальных ЭДС и токов. Токи и напряжения установившегося режима называют установившимися. Общее решение однородного дифференциального уравнения описывает процесс в цепи без источников ЭДС и тока, который поэтому называют свободным процессом. Токи и напряжения свободного процесса называют свободными, а их выражения должны содержать постоянные интегрирования, число которых равно порядку однородного уравнения.

    6.3.2. Спектральный метод анализа Спектральный метод применяется в тех случаях, когда входной сигнал может быть представлен спектром. Сигнал имеет спектр, когда он обладает конечной энергией, т.е. удовлетворяет условию: Этапы применения метода (рис. 6.3): 1) по известному сигналу находится его спектр: – прямое преобразование Фурье; 2) по известной схеме электрической цепи определяется ее частотная передаточная характеристика: ; 3) находится спектральная плотность выходного сигнала: ; 4) по известному спектру выходного сигнала находится сам выходной сигнал - обратное преобразование Фурье .

    6.3.3. Операторный метод анализа Операторный метод расчета переходных процессов применим при любых входных сигналах. Метод основан на том, что функции s(t) вещественной переменной t, которую называют оригиналом, ставится в соответствие функция F(p) комплексной переменной p = α + j, которую называют изображением. В результате этого производные и интегралы от оригиналов заменяются алгебраическими функциями от соответствующих изображений (дифференцирование заменяется умножением на оператор р, а интегрирование – делением на него), что, в свою очередь, определяет переход от системы интегро-дифференциальных уравнений к системе алгебраических уравнений относительно изображений искомых переменных. Соответствие между изображением F(p) и оригиналом s(t) в сокращенной записи обозначается: F(p) = s(t) или F(p) = L. Порядок расчета переходных характеристик заключается в следующем (рис. 6.4): 1) находим операторное представление входного сигнала: – прямое преобразование Лапласа; 2) находим операторную передаточную функцию цепи: ; 3) находим операторное представление отклика: ; 4) с помощью обратного преобразования Лапласа находим отклик цепи: .

    6.3.4. Метод интеграла Дюамеля Метод позволяет находить отклик цепи при нулевых начальных условиях при произвольном входном сигнале и известной переходной (импульсной) характеристике цепи h(t) (рис. 6.8). Произвольный импульсный сигнал x(t) (рис. 6.9) заменим совокупностью элементарных ступенчатых сигналов с амплитудами ∆х, возникающими в моменты времени τк со сдвигом по времени на . где х'(τк) – производная от сигнала в момент времени τк, она равна тангенсу угла наклона сигнала в момент времени τк. Тогда отклик на элементарный ступенчатый сигнал . Используя принцип суперпозиции и переходя к пределу суммы при Δτ→0 (Δτ = dτ), можно записать . Последнее выражение и называется интегралом Дюамеля. Оно позволяет получить отклик на заданное воздействие в любой момент времени t после коммутации. Интегрирование ведется по τ – текущее время (0

    Передача импульсных сигналов через простейшие цепи Электрические цепи служат для связи различных устройств между собой. При этом ставится различные задачи например: неискаженная передача сигнала или преобразования сигналов одной формы в другую. Передача импульсных сигналов через дифференцирующую цепь Цепь, состоящая из RC-элементов (рис) называется дифференцирующей RC-цепью. Установим связь между выходным u2 и входным u1 напряжениями, считая входной сигнал u1 произвольным. Используя второй закон Кирхгофа и соотношения, устанавливающие связь между напряжениями и токами на элементах схемы, после дифференцирования получим. Последнее означает, что выходной сигнал есть производная от входного сигнала. Отсюда и название этой цепи – дифференцирующая цепь.

    Б. Пусть входной сигнал – одиночный прямоугольный импульс амплитудой Е и длительностью tи. Такой импульс представляет собой суперпозицию двух ступенчатых сигналов и аналитически записывается как Зная отклик на ступенчатый сигнал и используя принцип суперпозиции, можно записать аналитическое выражение для выходного сигнала: На рис 6.15 показаны три временные диаграммы выходного сигнала при различных соотношения между τ и tи.

    . . Передача импульсных сигналов через интегрирующую цепь Цепь, состоящая из RC-элементов (рис) называется интегрирующей RC-цепью. Установим связь между выходным u2=F(u1), считая входной сигнал u1 произвольным. Используя второй закон Кирхгофа и соотношения, устанавливающие связь между напряжениями и токами на элементах схемы, после подстановки в первое уравнение получим. Последнее означает, что выходной сигнал есть интеграл от входного сигнала. Отсюда и название этой цепи – интегрирующая цепь

    Связь между дифференциальным уравнением и характеристиками электрической цепи В общем случае связь между входным сигналом и выходным сигналами устанавливается ДУ Связь дифференциального уравнения с частотной передаточной функцией.

    Дисциплина: Электротехника и электроника Лектор: Погодин Дмитрий Вадимович Кандидат технических наук, доцент кафедры РИИТ (кафедра Радиоэлектроники и информационно-измерительной техники)

    Читайте также: