ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ в электрических цепях, явления, возникающие при переходе от одного режима работы электрич. цепи к другому, отличающемуся от предыдущего амплитудой, фазой, формой или частотой действующего в цепи напряжения, значениями параметров или конфигурацией цепи. П. п. возникают гл. обр. при коммутациях в электрич. цепях и обусловлены тем, что ток, проходящий через катушку индуктивности, и напряжение на конденсаторе не могут изменяться скачком, т. е. энергия электрич. и магнитного полей в ёмкостных и индуктивных элементах цепи не может изменяться мгновенно.

Теоретически П. п. длится неограниченно долго, т. к. напряжение и сила тока в электрич. цепи после коммутации приближаются к конечному (установившемуся) значению асимптотически. Однако в электротехнике П. п. принято считать закончившимся тогда, когда напряжение и сила тока достигают значений, отличных от установившихся на 5-10% , что происходит за конечный, сравнительно короткий промежуток времени. Режим электрич. цепи, к-рый характеризуется постоянными или периодически изменяющимися токами и напряжениями, наз. установившимся.

Простейшим примером П. п. может служить зарядка конденсатора ёмкостью С (рис.) от источника постоянного тока (аккумулятора) с эдс e и внутренним сопротивлением r через резистор R, ограничивающий ток в цепи. Начиная с момента времени t=0, когда замыкается ключ, ток в цепи уменьшается по экспоненциальному закону, приближаясь к нулю, а напряжение увеличивается, асимптотически стремясь к значению, равному эдс источника. Скорость изменения напряжения и тока зависит от ёмкости конденсатора и сопротивления в цепи: чем больше ёмкость и сопротивление, тем длительнее процесс зарядки. Через интервал времени

называемый постоянной времени зарядки конденсатора, напряжение на его обкладках достигает значения u_c = 0,63 Е, а сила тока i = 0,37 I_o, где I_о - начальная сила тока, равная отношению эдс к сопротивлению цепи. Через интервал времени 5t u_c>0,99 e, а сила тока i<0,01 I_o, и с погрешностью менее 1% П. п. можно считать закончившимся. За время П. п. энергия электрич. поля конденсатора увеличивается от нуля до W_c = 1/2СE².

Схема зарядки конденсатора и изменение во времени тока в цепи зарядки (a) и напряжения на обкладках конденсатора (б): e - эдс; I_o-начальная сила тока в цепи; К - ключ; R - ограничительный резистор; С - конденсатор; i - ток зарядки; и_с - напряжение на обкладках конденсатора; t - время; t -постоянная времени зарядки.

Во время П. п. на отдельных участках цепи могут возникнуть напряжения и токи, значительно превышающие напряжения и токи установившегося режима, т. е. перенапряжения и сверхтоки. При неправильном выборе оборудования перенапряжения могут привести к пробою изоляции, напр. в конденсаторах, трансформаторах, электрич. машинах, а сверхтоки - к срабатыванию элементов защиты и отключению установки, к перегоранию приборов, обгоранию контактов, механическим повреждениям обмоток вследствие электродинамич. усилий. П. п. играют исключительно важную роль в системах автоматич. регулирования, в импульсной, вычислительной и измерительной технике, в электронике и радиотехнике и в электроэнергетике.

Лит.: Основы теории цепей, М.-Л., 1965; Нейман Л. Р., Демирчян К. С., Теоретические основы электротехники, т. 1, Л., 1967; Гинзбург С. Г., Методы решения задач по переходным процессам в электрических цепях, 3 изд., М., 1967;

Веников В. А., Переходные электромеханические процессы в электрических системах, М-, 1970-; Теоретические основы электротехники, ч. 1, М., 1972; Бессонов Л. А., Теоретические основы электротехники, М., 1973. Б. Я. Жуховицкий.