5. Переходные процессы при скачкообразном изменении индуктивности в цепи. Некорректные коммутации.
Первый обобщенный закон коммутации.
С
уществуют
такие виды коммутаций, при которых
возникает конфликт между законами
коммутации и законами Кирхгофа. Например,
в цепи см. рисунок 1.15 после коммутации
по первому закону Кирхгофа для узла а
должно иметь место равенство токов в
индуктивностях L1
и L2
, это станет
возможным при нарушении первого закона
коммутации, поскольку до размыкания
значения токов были различными.
Разрешение этого противоречия, очевидно,
возможно для линейной цепи
Формулируем
первый обобщенный закон
коммутации:Потокосцепление
любого замкнутого контура в момент
после коммутации (t=0+)
равно алгебраической сумме потокосцеплений
всех входяших в него индуктивны.
Особенностью расчёта цепей данного класса является то, что, на его точность окажет сильное влияние идеализация ключевого и индуктивного элементов. Если допустить мгновенность размыкания, то на индуктивности возникнет бесконечно большое напряжение, но на практике такое невозможно. При резком изменении тока индуктивности может загореться дуга в размыкателе или возникнуть высокочастотный колебательный контур, образованный индуктивностью и распределённой межвитковой ёмкостью катушки. Часть энергии при такой коммутации неизбежно превратится в теплоту электрической дуги или будет излучаться в виде электромагнитных волн. Это означает, что электрическую цепь нельзя практически рассматривать как абсолютно замкнутую систему и нельзя ожидать точного выполнения обобщенного закона коммутации. Чем ближе свойства элементов цепи к своим идеализациям, тем точнее обобщенный закон коммутации описывает процесс в цепи.
6. Классификация фильтров.
Активные фильтры способны усиливать проходящие через них сигналы по мощности. На эквивалентной схеме это свойство отражается наличием источника, за счет энергии которого и осуществляется усиление.
В качестве пассивных фильтров широко применяются LC-фильтры, т. е. цепи, содержащие реактивности разных знаков. Благодаря резонансным явлениям в таких цепях выделяются колебания, находящиеся в полосе пропускания.
В пассивных фильтрах могут применяться реактивные элементы одного знака – только индуктивности или только емкости, при этом селекция сигналов основывается, по-прежнему, на частотной зависимости сопротивления реактивных элементов. Однако для формирования необходимых частотных характеристик эти фильтры должны содержать и резисторы. Обычно при подобном построении фильтра отказываются от применения индуктивности, которая является более габаритным и дорогим и менее стабильным элементом по сравнению с емкостью. Таким образом, получаются RC-фильтры.
В общем случае фильтр может включать в себя произвольные реактивные двухполюсники, так как их сопротивление также зависит от частоты. Из таких реактивных двухполюсников составляются четырехполюсники, которые, соединяясь между собой в различных сочетаниях, образуют сколь угодно сложные фильтры.