Domanda 6. A cosa serve il filo neutro?
Risposta6
. Il filo neutro viene utilizzato per l'allineamento tensioni di fase ai terminali di carico. A= 
un; 
B = b; C= c. In questo caso, le cadute di tensione sul carico rimangono uguali alle tensioni di fase del generatore. Se la resistenza interna del generatore è trascurabile (uguale a zero), le tensioni sul carico rimangono uguali alle tensioni di fase del generatore, costanti e non dipendono dal carico. ( La corrente cambierà, ma la tensione attraverso il carico non cambierà.).
Domanda 7. Quali equazioni descrivono lo stato elettrico del circuito sotto un carico asimmetrico?
Risposta7
. Con un carico asimmetrico delle fasi e l'assenza di un filo neutro, le fasi complessi della tensione sul carico 
,
,
sono correlati alle corrispondenti tensioni di sorgente complesse Ů A , Ů V, Ů C dalle equazioni di Kirchhoff:
;
;
;
dove 
- tensione complessa tra i punti neutri del carico e della sorgente ( reti).
prende il nome di tensione di polarizzazione neutra.
La tensione di polarizzazione neutra viene calcolata utilizzando il metodo a 2 nodi:
dove: Ė - campi elettromagnetici complessi, 
sono i complessi di conduzione delle fasi di carico.
Le correnti di fase del carico si trovano secondo la legge di Ohm:
io un = un / Z un = ( UN- )/Z un;
io b = b/ Z b = ( B- )/Z b;
io un = c/ Z c = ( C- )/Z c.
Domanda 8. Come costruire diagrammi vettoriali combinati di tensioni e correnti per le modalità studiate di un circuito trifase?
Risposta8 .
Iniziamo la costruzione di diagrammi vettoriali con vettori di tensione lineari specificati dalla rete e indipendenti dalle condizioni dell'esperimento. Questo è un triangolo equilatero formato da vettori di tensione di linea. La lunghezza del vettore corrisponde alla tensione di linea e gli angoli tra i vettori corrispondono allo sfasamento tra i vettori di tensione.
Costruzione di un diagramma vettoriale per il caso di carico uniforme .(modalità simmetrica).
1. Scegli il piano complesso (+1,j). Orientiamo l'asse reale +1 verticalmente verso l'alto, quello immaginario - lungo l'asse -X. (rotazione +90°).
2. Selezionare la scala di tensione, ad esempio 1cm→20V. Vettore u a (su una scala) è tracciato lungo l'asse reale + 1. La fine del vettore è indicata da una lettera minuscola un.
3.Vettore u gruppo musicale u c (in scala) disegnare rispettivamente a +120° e –120°. Le estremità dei vettori sono indicate con lettere minuscole b e c rispettivamente.
4. Il punto corrispondente all'origine delle coordinate sarà indicato con una lettera minuscola n. Questo è il punto neutro del ricevitore.
5. Costruiamo vettori di tensioni lineari. Per fare ciò, colleghiamo le estremità dei vettori di fase. Ottieni vettori u un b= u UN b, u bc = u AVANTI CRISTO, u c un = u C A. Nota che tensioni di linea ricevitore sono uguali alle tensioni di linea del generatore.
Punto N sul diagramma vettoriale, corrispondente al punto neutro del generatore, si trova al centro del triangolo delle tensioni lineari. In questo caso, il generatore è neutro N coincide con il neutro del ricevitore n. In generale, un punto n, corrispondente al punto neutro del carico, si trova con il metodo serif. I vettori di corrente sono tracciati rispetto ai corrispondenti vettori di tensione di fase, tenendo conto dello sfasamento tra di loro.
Di seguito sono riportati i diagrammi vettoriali per le varie modalità operative.
(Fig. 8).
Modalità 2 Fallimento di fase MA (Fig. 9):
In caso di guasto della fase A e dello stesso carico delle altre due fasi, il punto neutro del ricevitore n si sposterà al centro della tensione di linea Ů BC. Z gruppo musicale Z c sarà collegato in serie e collegato alla tensione di linea AVANTI CRISTO. Caduta di tensione tra i punti A e n aumenterà e le tensioni di fase gruppo musicale c diventa uguale alla metà del lineare AVANTI CRISTO.
Modalità 3 Cortocircuito fase A (Fig. 9).
Quando la fase A è chiusa e le altre due fasi sono ugualmente caricate (cioè quando l'inizio del carico della fase A è collegato al punto zero del carico), il punto n si sposta nel punto A. La tensione di fase Ů a diventa zero, la corrente İ a aumenta e le tensioni di fase gruppo musicale c diventa uguale a lineare.
resistenza, Z un ≠ Z b≠ Z c , tensioni di fase del ricevitore un ≠ b≠ c , tra i punti N e n compare una tensione di polarizzazione neutra.
4.1 Innanzitutto, costruiamo un triangolo di tensioni lineari.
4.2. Usando il metodo serif (bussola o righello), da ogni vertice mettiamo da parte i vettori corrispondenti delle tensioni di fase del ricevitore. Il punto di intersezione degli archi darà il punto neutro del ricevitore n. punto neutro del generatore N lasciarlo al suo posto originale.
4.3 Collegamento del punto n e N. Questo è il vettore della tensione di polarizzazione neutra u nN (in scala).
4.4 Costruiamo i vettori delle correnti di carico di fase. Se il carico è costituito da lampadine, che possono essere rappresentate come resistenze attive, non ci sarà alcuno sfasamento tra la tensione di fase e la corrente di fase del carico. Pertanto, rimandiamo i vettori correnti (su una scala) lungo corrispondenti vettori di tensione di fase.
***) Nel caso generale, è necessario determinare gli sfasamenti tra la corrente e la corrispondente tensione di fase secondo la legge di Ohm in forma complessa e costruire il vettore di corrente utilizzando un goniometro.
Modalità 5. Carico irregolare con filo neutro (Fig. 11).
In presenza di un filo neutro, le tensioni di fase del ricevitore diventano uguali alle tensioni di fase della sorgente A= un; B = b; C= c:
Neutro nelle linee elettriche
In linee elettriche di classi diverse vengono utilizzate diversi tipi neutri. Ciò è dovuto allo scopo previsto e alle varie apparecchiature per proteggere la linea da cortocircuiti e perdite. Il neutro può essere saldamente collegato a terra, isolato ed efficacemente collegato a terra.
Neutrale con messa a terra solida
Viene utilizzato in linee con tensione da 0,4 kV a 35 kV, con una breve lunghezza di linee elettriche e in gran numero punti di connessione dei consumatori. Solo le fasi arrivano al consumatore, il collegamento di un carico monofase viene effettuato tra la fase e il filo neutro (neutro). Filo zero anche il generatore è collegato a terra.
Neutro isolato
Viene utilizzato in linee con tensioni comprese tra 2 kV e 35 kV, tali linee hanno una lunghezza media e un numero relativamente piccolo di punti di connessione dei consumatori, che di solito sono sottostazioni di trasformazione in aree residenziali e potenti macchine di fabbriche e impianti.
Nelle linee da 50 kV è possibile utilizzare sia il neutro isolato che quello efficacemente messo a terra.
Neutro con messa a terra efficiente
Viene utilizzato su linee lunghe con tensioni da 110 kV a 220 kV (clausola 1.2.16 del PUE)
Guarda anche
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Appunti
Fonti
- “Fondamenti teorici dell'ingegneria elettrica. Circuiti elettrici” Bessonov L.A. Mosca. "Scuola di Specializzazione". 1996 ISBN 5-8297-0159-6
Un estratto che caratterizza il filo Neutro
La cannonata sul fianco sinistro inizierà non appena si sentirà la cannonata dell'ala destra. I fucilieri delle divisioni di Moran e Viceré apriranno il fuoco pesante dopo aver visto iniziare l'attacco dell'ala destra.Il viceré prenderà possesso del villaggio [Borodin] e attraverserà i suoi tre ponti, seguendo alla stessa altezza le divisioni di Moran e Gerard, che, sotto la sua guida, si dirigerà verso la ridotta ed entrerà in linea con il resto del esercito.
Tutto questo deve essere effettuato in ordine (le tout se fera avec ordre et methode), tenendo le truppe per quanto possibile in riserva.
Nel campo imperiale, vicino a Mozhaisk, il 6 settembre 1812.
Questa disposizione, scritta in modo molto vago e confuso - se ti permetti di trattare i suoi ordini senza religioso orrore per il genio di Napoleone - conteneva quattro punti - quattro ordini. Nessuno di questi ordini poteva essere e non è stato eseguito.
La disposizione dice, in primo luogo: che le batterie disposte nel luogo prescelto da Napoleone con i cannoni di Pernetti e Fouche, essendosi allineate con loro, in totale centodue cannoni, aprono il fuoco e bombardano i bagliori russi e ridotti con proiettili. Ciò non poteva essere fatto, poiché i proiettili non arrivavano alle opere russe dai luoghi designati da Napoleone, e questi centodue cannoni sparavano a vuoto finché il comandante più vicino, contrariamente all'ordine di Napoleone, li spinse in avanti.
Il secondo ordine era che Poniatowski, dirigendosi verso il villaggio nella foresta, aggirasse l'ala sinistra dei russi. Questo non poteva essere e non è stato fatto perché Poniatowski, dirigendosi verso il villaggio nella foresta, ha incontrato Tuchkov che gli bloccava la strada e non poteva e non ha aggirato la posizione russa.
Terzo ordine: il generale Kompan si sposterà nella foresta per prendere la prima fortificazione. La divisione di Compana non catturò la prima fortificazione, ma fu respinta, perché, uscendo dalla foresta, doveva essere costruita a colpi di mitraglia, cosa che Napoleone non conosceva.
Quarto: Il Viceré prenderà possesso del villaggio (Borodin) e attraverserà i suoi tre ponti, seguendo alla stessa altezza le divisioni di Maran e Friant (di cui non è detto dove e quando si sposteranno), che, sotto il suo comando, andrà alla ridotta ed entrerà in linea con altre truppe.
Per quanto si può capire - se non dal periodo stupido di questo, poi da quei tentativi che furono fatti dal viceré per adempiere agli ordini impartitigli - doveva passare per Borodino a sinistra alla ridotta, mentre le divisioni di Moran e Friant si sarebbero mossi simultaneamente dal fronte.
Tutto questo, così come altri punti della disposizione, non era e non poteva essere eseguito. Superato Borodino, il viceré fu respinto su Kolocha e non poté andare oltre; le divisioni di Moran e Friant non presero la ridotta, ma furono respinte, e la ridotta fu catturata dalla cavalleria al termine della battaglia (probabilmente un imprevisto e inaudito per Napoleone). Quindi, nessuno degli ordini della disposizione era e non poteva essere eseguito. Ma la disposizione dice che dopo essere entrati in questo modo in battaglia, verranno dati ordini corrispondenti alle azioni del nemico, e quindi potrebbe sembrare che durante la battaglia tutti gli ordini necessari saranno dati da Napoleone; ma questo non era e non poteva essere perché durante l'intera battaglia Napoleone era così lontano da lui che (come si è scoperto in seguito) non poteva conoscere il corso della battaglia e nessun suo ordine durante la battaglia poteva essere eseguito .
Si consideri il diagramma di Fig. 5.12. In Z A ≠ Z B ≠ Z C sistema attuale sbilanciato (I A ≠ I B ≠ I C), quindi, secondo la Fig. 5.5, c'è corrente nel filo neutro I N \u003d Ia + 1c + I Insieme a. Questa corrente crea una caduta; voltaggio I N Z N nel filo neutro.
A causa della caduta di tensione sul filo neutro
potenziali puntiformi Suora diverso, quindi la tensione di fase del ricevitore U "c non uguale alla tensione di fase
fonte Uc. Affinché queste tensioni siano uguali,
essere vicino a zero resistenza neutra
acqua.
Quando Zc diminuisce a zero (cortocircuito della fase del ricevitore), la tensione di fase U′c = IcZc diminuirà a zero. Una variazione della resistenza di fase del ricevitore comporta una variazione della sua tensione di fase.
Cortocircuito di fase DA potenziale del punto neutro del ricevitore P diventa uguale al potenziale del punto DA, che significa la tensione UA e U "b salire alle tensioni di linea Uca e ubcche cosa inaccettabile. Per proteggere il ricevitore da tale modalità, ad esempio, in ciascuna fase sono installati fusibili. In caso di cortocircuito, il fusibile si brucia, impedendo il trasferimento del potenziale del punto DA Esattamente P.
Se è presente un filo neutro, un cortocircuito di fase DA il ricevitore è allo stesso tempo un cortocircuito per la sorgente E C quindi il fusibile funziona in modo affidabile. In assenza di un filo neutro, il fusibile non funzionerà, poiché la modalità
Z C= 0 non è un cortocircuito per la sorgente E S.
Quindi, se la resistenza del filo neutro, chiamata in pratica zero filo, significativo, quindi:
1) il sistema delle tensioni di fase del ricevitore è asimmetrico;
2) una variazione del carico (resistenza) di una fase porta ad una variazione della tensione su tutte le fasi del ricevitore; 3) se l'isolamento di una fase del ricevitore è danneggiato (cortocircuito), i ricevitori delle altre due fasi possono guastarsi per sovratensioni sugli stessi; 4) il funzionamento dei fusibili (o altro dispositivi di protezione) diventa inaffidabile. Detto questo, si sforzano di eseguire il filo neutro con bassa resistenza.
Ma che dire di rotture impreviste nel filo neutro? In questo caso è impossibile far funzionare il circuito a causa del rischio di guasto dei ricevitori in caso di cortocircuito in una delle fasi.
Più affidabile è la rimessa a terra multipla del filo neutro: al punto neutro del generatore, alle diramazioni, al pubblico e edifici industriali, al termine di una linea trifase, ecc. Quando il filo del neutro si rompe, la corrente passa attraverso la terra.
Si noti che per ridurre l'asimmetria della tensione di fase dei ricevitori, in pratica, i ricevitori monofase tendono ad essere distribuiti uniformemente sulle fasi in modo da ridurre la corrente del filo neutro, che è pari a zero sotto un'uniforme carico.
Per il calcolo di un circuito trifase sono applicabili tutti i metodi utilizzati per il calcolo dei circuiti lineari. Solitamente la resistenza dei fili e la resistenza interna del generatore sono inferiori alle resistenze dei ricevitori, quindi, per semplificare i calcoli di tali circuiti (se non è richiesta una maggiore precisione), la resistenza dei fili può essere ignorata ( Z L \u003d 0, Z N \u003d 0). Quindi le tensioni di fase del ricevitore U a , U b e U c saranno rispettivamente uguali alle tensioni di fase della sorgente di energia elettrica (generatore o avvolgimento secondario del trasformatore), ad es. U a \u003d U A ; U b = U B ; Uc = Uc. Se le resistenze complessive totali delle fasi del ricevitore sono uguali Z un = Z b= Z c , allora le correnti in ciascuna fase possono essere determinate dalle formule
İ a = Ú a / Z un; İ b = Ú b / Z b; İ c = Ú c / Z c.
Secondo la prima legge di Kirchhoff, la corrente nel filo neutro
İ N = İ a + İ b + İ c = İ A + İ B + İ C .
Tensione di fase: si verifica tra l'inizio e la fine di qualsiasi fase. In un altro modo, è anche definito come la tensione tra uno di fili di fase e filo neutro.
Lineare - che è anche definito come interfase o tra fase - che nasce tra due fili o terminali identici di fasi diverse.
Quando si collega la fonte di alimentazione con un triangolo (Fig. 3.12), l'estremità X di una fase è collegata all'inizio B della seconda fase, l'estremità Y della seconda fase è collegata all'inizio C della terza fase, il la fine della terza fase Z è collegata all'inizio della prima fase A. Gli inizi delle fasi A, B e C sono collegati con tre fili ai ricevitori.
Il collegamento delle fasi della sorgente in un triangolo chiuso è possibile con un sistema EMF simmetrico, poiché
Ė A + Ė B + Ė C = 0.
Se la connessione triangolare degli avvolgimenti non è corretta, ad es. le estremità o l'inizio di due fasi sono collegate in un punto, quindi l'EMF totale nel circuito triangolare è diverso da zero e una grande corrente scorre attraverso gli avvolgimenti. Questa è una modalità di emergenza per gli alimentatori e quindi non è consentita.
La tensione tra la fine e l'inizio di una fase in una connessione a triangolo è la tensione tra i fili di linea. Pertanto, quando è collegato da un triangolo, la tensione di linea è uguale alla tensione di fase.
Trascurando la resistenza dei fili lineari, le tensioni lineari del consumatore possono essere equiparate alle tensioni lineari del generatore: U ab \u003d U AB, U bc \u003d U BC, U ca \u003d U CA. Le fasi Z ab , Z bc , Z ca del ricevitore fluiscono correnti di faseİab, İbc e İca. La direzione positiva condizionale delle tensioni di fase Ú ab , Ú bc e Ú ca coincide con la direzione positiva delle correnti di fase. La direzione positiva condizionale delle correnti lineari İ A , İ B e İ C viene trasferita dalle fonti di alimentazione al ricevitore.
A differenza di una connessione a stella, in una connessione a triangolo le correnti di fase non sono uguali a quelle lineari. Le correnti nelle fasi del ricevitore sono determinate dalle formule
İ ab = Ú ab / Z ab; İ bc = Ú bc / Z avanti Cristo.; İ ca = Ú ca / Z circa.
Le correnti lineari possono essere determinate dalle correnti di fase componendo equazioni secondo la prima legge di Kirchhoff per i nodi a, b e c (Figura 3.12)
Sommando le parti sinistra e destra del sistema di equazioni, (3.20), otteniamo
İ A + İ B + İ C = 0,
quelli. la somma dei complessi delle correnti lineari è uguale a zero sia per carichi simmetrici che asimmetrici.
Quando si collegano le fasi dell'avvolgimento del generatore (o trasformatore) con una stella, le loro estremità X, Y e Z connettersi a un punto comune N, chiamato punto neutro (o neutro) (Fig. 3.6). La fase del ricevitore termina ( Z a, Zb, Zc) sono anche collegati in un punto n. Tale connessione è chiamata connessione a stella.
fili UN−un, B−b e C−c collegando l'inizio delle fasi del generatore e del ricevitore sono dette lineari, il filo N−n punto di collegamento N generatore di punti n il ricevitore è neutro.
Un circuito trifase con un filo neutro sarà a quattro fili, senza un filo neutro - a tre fili.
A circuiti trifase distinguere tra tensione di fase e tensione lineare. Tensione di fase uФ - tensione tra l'inizio e la fine della fase o tra il filo lineare e il neutro ( UA, UB, UC alla fonte; u a, Ub, Uc al ricevitore). Se la resistenza dei fili può essere trascurata, la tensione di fase nel ricevitore è considerata la stessa della sorgente. ( UA=u a, UB=Ub, UC=Uc). Per le direzioni condizionatamente positive delle tensioni di fase, vengono prese le direzioni dall'inizio alla fine delle fasi.
Tensione di linea ( u L) - tensione tra fili lineari o tra terminali omonimi di fasi diverse ( UAB, U aC, UCA). Le direzioni condizionatamente positive delle sollecitazioni lineari sono prese dai punti corrispondenti al primo indice ai punti corrispondenti al secondo indice (Fig. 3.6).
Per analogia con le tensioni di fase e lineari, si distinguono anche le correnti di fase e lineari:
Fase ( io F) sono le correnti nelle fasi del generatore e dei ricevitori.
lineare ( io L) - correnti nei fili lineari.
50. Il concetto di modalità asimmetriche lavorare in circuiti a tre e quattro fili. Scopo del filo neutro.
Circuito a tre fili
In generale, con carico sbilanciato, Z ab ≠ Z bc ≠ Z ca. Di solito si verifica quando si mangia rete trifase ricevitori monofase. Ad esempio, per il carico, Fig. 3.15, le correnti di fase, gli angoli di fase e le potenze di fase saranno generalmente differenti.
In fig. 3.16, diagramma topografico - in fig. 3.17.
I vettori di corrente lineare sono costruiti secondo le espressioni
İ A = İ ab - İ ca; İ B = İ bc - İ ab; İ C = İ ca - İ bc .
Pertanto, con un carico sbilanciato, viene violata la simmetria delle correnti di fase İ ab, İ bc, İ ca, pertanto le correnti lineari İ A, İ B, İ C possono essere determinate solo mediante calcolo secondo le equazioni di cui sopra (3.20) o trovato graficamente da diagrammi vettoriali (Fig. 3.16, 3.17).
Una caratteristica importante del collegamento delle fasi del ricevitore con un triangolo è che quando cambia la resistenza di una delle fasi, la modalità di funzionamento delle altre fasi rimane invariata, poiché le tensioni lineari del generatore sono costanti. Solo la corrente di questa fase e le correnti di linea nei fili di linea collegati a questa fase cambieranno. Pertanto, lo schema di connessione delta è ampiamente utilizzato per commutare carichi sbilanciati.
Quando si calcola per un carico sbilanciato, determinare prima i valori delle correnti di fase İ ab , İ bc , İ ca e i corrispondenti sfasamenti φ ab , φ bc , φ ca . Quindi le correnti di linea vengono determinate utilizzando le equazioni (3.20) in forma complessa o utilizzando diagrammi vettoriali
Circuito a quattro fili
Con un sistema di tensione simmetrico e un carico sbilanciato, quando Z a ≠ Z b ≠ Z c e φ a ≠ φ b ≠ φ c, le correnti nelle fasi dell'utenza sono diverse e sono determinate dalla legge di Ohm
İ a = Ú a / Z un; İ b = Ú b / Z b; İ c = Ú c / Z c.
La corrente nel filo neutro İ N è uguale alla somma geometrica delle correnti di fase
İ N = İ a + İ b + İ c .
Le tensioni saranno U a \u003d U A; U b = U B ; U c \u003d U C, U Ф \u003d U L /, a causa del filo neutro su Z N \u003d 0.
Pertanto, il filo neutro garantisce la simmetria delle tensioni di fase del ricevitore con carico sbilanciato.
Pertanto, una rete a quattro fili include carichi sbilanciati monofase, ad esempio, lampade elettriche incandescente. La modalità di funzionamento di ciascuna fase del carico, che è sotto una tensione di fase costante del generatore, non dipenderà dalla modalità di funzionamento di altre fasi
Si chiama zero perché in alcuni casi la corrente al suo interno è zero e neutro in base al fatto che appartiene ugualmente a una qualsiasi delle fasi.
Scopo del filo neutro in quanto è necessario equalizzare le tensioni di carico delle fasi quando le resistenze di queste fasi sono diverse, nonché mettere a terra le apparecchiature elettriche in reti con neutro solidamente messo a terra.
Grazie a scopo del filo neutro la tensione su ciascuna fase del carico sarà quasi la stessa con un carico irregolare delle fasi. Il carico luminoso, acceso da una stella, richiede sempre la presenza di un filo neutro, in quanto non è garantito un carico uniforme delle fasi.
La sezione trasversale del filo neutro delle linee trifase in cui i fili neutri non vengono utilizzati per la messa a terra (reti di illuminazione speciali o ricostruite) è presa vicino alla metà della sezione trasversale dei fili di fase.
Se, per esempio, fili di fase hanno una sezione di 35 mm2, il filo neutro è preso 16 mm2.
Sezione del filo neutro sistema trifase con un neutro con messa a terra, in cui il filo del neutro viene utilizzato per la messa a terra, deve esserci almeno la metà della sezione dei fili di fase e in alcuni casi uguale ad essi.
Filo zero linee aeree 320/220 V devono avere la stessa marca e sezione con fili di fase:
in sezioni realizzate con fili di acciaio, nonché fili di fase bimetallici e acciaio-alluminio, con sezione di 10 mm2;
se è impossibile fornire la necessaria selettività di protezione contro i cortocircuiti verso terra con altri mezzi (in questo caso è consentito prendere la sezione zero fili più dei fili di fase).
Poiché nelle linee monofase e bifase una corrente della stessa intensità scorre attraverso i fili neutro e fase, quindi per queste linee la sezione trasversale dei fili neutro e fase è presa la stessa
51. Ragioni del verificarsi di processi transitori in circuiti elettrici. Equazioni differenziali stato elettrico catene e metodi per la loro soluzione.
I processi transitori si verificano con qualsiasi modifica della modalità del circuito elettrico: quando il circuito è collegato e scollegato, quando cambia il carico, quando si verificano condizioni di emergenza (cortocircuito, rottura conduttore, ecc.). I cambiamenti nel circuito elettrico possono essere rappresentati sotto forma di determinate commutazioni, generalmente chiamate commutazioni. Fisicamente, i processi transitori sono processi di transizione dallo stato energetico corrispondente alla modalità di commutazione allo stato energetico corrispondente alla modalità di post-commutazione.
I processi transitori sono generalmente veloci: la loro durata è di decimi, centesimi e talvolta miliardesimi di secondo. Relativamente raramente, la durata dei processi transitori raggiunge i secondi e le decine di secondi. Tuttavia, lo studio dei processi transitori è molto importante, poiché consente di stabilire come il segnale si deforma nella forma e nell'ampiezza, per identificare eccessi di tensione in alcune sezioni del circuito, che possono essere pericolose per l'isolamento dell'impianto, per aumentare le ampiezze delle correnti, che possono superare l'ampiezza della corrente di decine di volte il processo periodico in regime stazionario, nonché determinare la durata del processo di transizione. D'altra parte, il funzionamento di molti dispositivi elettrici, in particolare dispositivi elettronici industriali, si basa sui transitori. Ad esempio, nei forni di riscaldamento elettrici, la qualità del materiale prodotto dipende dalla natura del processo di transizione. Un riscaldamento troppo rapido può causare scarti e un riscaldamento troppo lento influisce negativamente sulla qualità del materiale e porta a una diminuzione della produttività.
Nel caso generale, in un circuito elettrico possono verificarsi processi transitori se il circuito contiene elementi induttivi e capacitivi che hanno la capacità di accumulare o rilasciare energia da un campo magnetico o elettrico. Al momento della commutazione, quando inizia il processo transitorio, l'energia viene ridistribuita tra gli elementi induttivi, capacitivi del circuito e le fonti di energia esterne collegate al circuito. In questo caso, parte dell'energia viene irrevocabilmente convertita in altri tipi di energia (ad esempio in energia termica su resistenza attiva).
Dopo la fine del processo transitorio, viene stabilito un nuovo stato stazionario, determinato solo da fonti di energia esterne. Quando le fonti di energia esterne vengono disattivate, il processo transitorio può verificarsi a causa dell'energia elettrica campo magnetico accumulato prima dell'inizio della modalità transitoria negli elementi induttivi e capacitivi del circuito.
52. Le leggi di commutazione e il loro uso nella determinazione delle condizioni iniziali.
La prima legge di commutazione è che la corrente nel ramo con l'elemento induttivo nell'istante iniziale dopo la commutazione ha lo stesso valore che aveva immediatamente prima della commutazione, e quindi da questo valore inizia a cambiare senza intoppi. Quanto detto si scrive solitamente come i L (0 -) = i L (0 +), assumendo che la commutazione avvenga istantaneamente nel momento t = 0.
La seconda legge di commutazione è che la tensione sull'elemento capacitivo nel momento iniziale dopo la commutazione ha lo stesso valore che aveva immediatamente prima della commutazione, quindi da questo valore inizia a cambiare in modo graduale: U C (0 -) = U C (0 + ).
Pertanto, la presenza di un ramo contenente induttanza in un circuito acceso in tensione equivale a interrompere il circuito in questo luogo al momento della commutazione, poiché i L (0 -) = i L (0 +). È equivalente la presenza in un circuito acceso sotto tensione di un ramo contenente un condensatore scarico corto circuito in questo luogo al momento della commutazione, poiché U C (0 -) = U C (0 +).
Tuttavia, in un circuito elettrico sono possibili picchi di tensione sulle induttanze e correnti sulle capacità.
Nei circuiti elettrici con elementi resistivi, l'energia campo elettromagnetico non viene memorizzato, a causa del quale non si verificano processi transitori al loro interno, ad es. in tali circuiti, le modalità stazionarie vengono stabilite istantaneamente, bruscamente.
In realtà, qualsiasi elemento del circuito ha una sorta di resistenza r, induttanza L e capacità C, ad es. nei dispositivi elettrici reali si hanno perdite termiche dovute al passaggio di corrente e alla presenza di resistenza r, oltre a campi magnetici ed elettrici.
I processi transitori nei dispositivi elettrici reali possono essere accelerati o rallentati selezionando i parametri appropriati degli elementi del circuito, nonché attraverso l'uso di dispositivi speciali.
53. Descrizione del processo di carica e scarica di un condensatore collegato in serie con un resistore. Il più semplice generatore di tensione a dente di sega.
