Prechodné deje v lineárnych obvodoch


       V tejto téme si budeme všímať zmeny obvodových veličín - napätí a prúdu, po pripojení jednosmerného napätia na vstup lineárnych obvodov zostáveného z rezistora a reaktančného prvku, kondenzátora alebo cievky. Vo všeobecnosti sa môže jednať o integračný alebo derivačný článok. Prípady, ktoré môžu nastať pre integračný článok, realizovaný rezistorom a kondenzátorom sú zobrazené na obrázkoch   a)  až  c).

Prechodné javy v  obvodoch RC


       Obrázok a) nám znázorňuje stav, kedy je spínač Pr. rozpojený, je v polohe 1). Obvodom netečie žiaden prúd a ani na rezistore R a kondenzátore C nie je žiaden úbytok napätia, teda  i = 0 mA ,  uR = 0 V  a  uC = 0 V.

       V čase t = t1 prepnime prepínač Pr. z polohy 1) do polohy 2). Túto skutočnosť znázorňuje obrázok b). V okamihu prepnutia začína obvodom tiecť prúd  i,  ktorý vytvára časovo premenlivé napätie  uR  na rezistore R a časovo premenlivé napätie  uC  na kondenzátore C.  Tento dej trvá len určitý čas a nazýva sa prechodný dej.  Prechodný dej sa skončí, ak napätie  uC  na kondenzátore C sa bude rovnať napätiu batérie U0.  Vtedy zanikne v obvode aj prúd  i.  Takýto stav, keď netečie v obvode prúd  i  sa nazýva ustálený stav.

- Prechodný dej vypĺňa časový interval medzi dvoma ustálenými stavmi obvodu. -

       V ďalších častiach tejto témy si budeme všímať správanie sa obvodov s reaktančnými prvkami a to pre tieto prípady :

  -   nabíjanie kondenzátora cez rezistor
  -   vybíjanie kondenzátora cez rezistor
  -   vznik prúdu v obvode s cievkou a rezistorom v sérii
  -   zánik prúdu v obvode s cievkou a rezistorom v sérii

       Vzhľadom na to, že táto téma sa preberá v druhom ročníku, v ktorom ešte študenti neovládajú derivácie, integrály a diferenciálne rovnice, budeme sa snažiť pochopiť deje, prebiehajúce v opisovaných obvodoch, skôr na základe logickej úvahy než matematickým popisom. Prirodzene, v niektorých častiach, najmä v úvode, sa integrálom a diferenciálnym rovniciam nevyhneme, ale tie budú slúžiť skôr pre informáciu odkiaľ a akým spôsobom sa základné vzťahy odvodili.

Poznámka :  


Pre časovo premenlivé veličiny by sa malo vo všeobecnosti správne písať  i(t),  uR(t),  uC(t).  Na hodinách elektrotechniky sme si však zadefinovali, že pokiaľ neurčujeme hodnotu obvodovej veličiny pre konkrétny čas, môžeme tieto časovo premenlivé veličiny zapísať len malými písmenami bez premennej času  t,  teda  i ,  uR ,  uC .




!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu