Коммутацией называются внезапные изменения в схеме (включения» отключения, короткие замыкания, разрывы цепей и т.д.), в результате которых меняется режим работы схемы (токи и напряжения).
Процессы, происходящие в схеме после коммутации до установления нового режима работы, называются переходными. Эти процессы возникают в результате аккумулирования энергии реактивными элементами схемы (цепи) (индуктивностями и емкостями) или, наоборот, в результате расходования ранее аккумулированной энергии. Активные сопротивления не возбуждают переходные режимы, а вызывают их затухание, так как преобразуют электромагнитную энергию в тепло и рассеивают его в окружающем пространстве.
При расчете переходных процессов определяющую роль играют законы коммутации, которые дают возможность установить начальные условия для вычисления постоянных интегрирования. Используются два закона (правила) коммутации.
Первый закон. При коммутации ток в индуктивности не может мгновенно (скачкообразно) измениться, возникнуть или исчезнуть.
Второй закон. При коммутации напряжение на емкости не может мгновенно (скачкообразно) измениться, возникнуть или исчезнуть.
Первое правило коммутации. Величина тока, протекающая через индуктивности до коммутации, равна величине тока в индуктивности сразу после коммутации.
Второе правило коммутации. Величина напряжения на емкости до коммутации равна величине напряжения на емкости сразу после коммутации.
Перед тем, как приступить к решению самой задачи, необходимо определить начальные условия, для этого необходимо рассчитать параметры электрической цепи до момента коммутации. Полученные данные будут нужны в дальнейшем расчете. Следующим шагом будет составление системы уравнений по законам Кирхгофа. Так как падение напряжения на активном сопротивлении ровно
на индуктивном
на емкостном
то будет составлена система интегрально-дифференциальных уравнений. Решением такой системы будет являться ток или напряжение, состоящее из двух частей свободной и принужденной: