Введение

Реакция системы на изменение равновесного состояния

В электротехнике и машиностроении переходный процесс – это реакция системы на изменение равновесного или установившегося состояния. Переходный процесс не обязательно связан с резкими событиями, а относится к любому событию, влияющему на равновесие системы. Импульсный отклик и ступенчатый отклик являются переходными процессами, вызванными конкретным входным сигналом (импульсом и скачком, соответственно). В электротехнике, в частности, переходный процесс – это временная реакция цепи, которая затухает со временем. За переходным процессом следует установившийся режим, описывающий поведение цепи спустя длительное время после приложения внешнего воздействия, время после которого выполняется следующее равенство:

где – установившееся значение, а определяет ширину полосы допустимой погрешности. Время задержки

Время задержки – это время, необходимое для того, чтобы выходной сигнал достиг половины своего конечного значения. Время пика

Время пика – это время, необходимое для достижения выходным сигналом первого пика перерегулирования.

Колебания

Осцилляция – это эффект, вызванный переходным воздействием на схему или систему с недостаточной демпфированием. Это временное явление, предшествующее конечному установившемуся состоянию после резкого изменения в схеме или запуска. Математически оно может быть смоделировано как затухающий гармонический осциллятор. Баланс вольт-секунд индуктивности и баланс ампер-секунд ёмкости нарушаются переходными процессами. Эти балансы отражают упрощения анализа цепей, используемые для установившихся AC-цепей. Пример переходной осцилляции можно найти в цифровых (импульсных) сигналах в компьютерных сетях. Каждый импульс создает два переходных процесса: осцилляцию, вызванную резким повышением напряжения, и другую осцилляцию, вызванную резким падением напряжения. Обычно это считается нежелательным эффектом, поскольку вносит искажения в уровни высокого и низкого напряжения сигнала, вызывая нестабильность.

Электромагнитная

Электромагнитные импульсы (ЭМИ) возникают внутри в результате работы коммутационных устройств. Инженеры используют регуляторы напряжения и устройства защиты от импульсных перенапряжений для предотвращения воздействия переходных процессов в электропитании на чувствительное оборудование. Внешние источники включают молнии, электростатический разряд и ядерный электромагнитный импульс. В рамках испытаний на электромагнитную совместимость, в электронное оборудование преднамеренно подаются переходные процессы для проверки его работоспособности и устойчивости к импульсным помехам. Многие из этих испытаний подают индуцированные быстропереходные колебания непосредственно в виде затухающей синусоидальной волны, вместо попыток воспроизвести исходный источник. Международные стандарты определяют величину и методы их применения. Европейский стандарт для испытаний на электрические быстропереходные процессы (EFT) – EN 61000-4-4. Американский эквивалент – IEEE C37.90. Оба стандарта схожи, а выбор стандарта зависит от целевого рынка.