Per què és que quan un indutor produeix una alta tensió i no una corrent elevada?

Quan un indut es desmorona (per exemple, quan un interruptor al circuit de l'indut s'obre de sobte), produeix una alta tensió en lloc d'una corrent elevada. Això es pot explicar per les propietats bàsiques d'un indut i el seu mecanisme d'emmagatzemament d'energia. Aquí hi ha una explicació detallada:

Propietats Bàsiques d'un Indut

La propietat fonamental d'un indut es pot expressar amb la següent fórmula:

on:

V és la tensió a través de l'indut.

L és l'inductància de l'indut.dI/dt és la velocitat de canvi de la corrent respecte al temps.

Aquesta fórmula indica que la tensió a través de l'indut és proporcional a la velocitat de canvi de la corrent. En altres paraules, un indut resisteix els canvis ràpids de corrent.

Emmagatzemament d'Energia

Un indut emmagatzema energia quan la corrent flueix a través seu, i aquesta energia es troba emmagatzemada en el camp magnètic. L'energia E emmagatzemada en un indut es pot expressar amb la següent fórmula:

on:

• E és l'energia emmagatzemada.

• L és l'inductància.

• I és la corrent que flueix a través de l'indut.

Quan l'Interruptor S'Obre

Quan un interruptor al circuit de l'indut s'obre de sobte, la corrent no pot baixar instantàniament a zero perquè el camp magnètic de l'indut necessita temps per alliberar l'energia emmagatzemada. Com que la corrent no pot canviar instantàniament, l'indut intenta mantenir el flux de corrent existent.

No obstant això, ja que l'interruptor s'ha obert, el camí per a la corrent està tallat. L'indut no pot continuar mantenint la corrent, així que genera una tensió molt alta a les seves bornes. Aquesta tensió alta intenta forçar la corrent a continuar fluïnt, però com que el circuit està trencat, la corrent no pot passar, i l'indut allibera l'energia emmagatzemada a través de la tensió alta.

Explicació Matemàtica

Segons la relació tensió-corrent d'un indut V=L（dI/dt）, quan l'interruptor s'obre de sobte, la corrent I ha de baixar a zero molt ràpidament. Això significa que la velocitat de canvi de la corrent dI/dt esdevé molt gran, resultant en una tensió V molt alta.

Fenomen Pràctic

En circuits pràctics, aquesta tensió alta pot causar descàrregues electriques o enderrocar altres components del circuit. Per evitar-ho, sovint es connecta un diode (conegut com a diode de retrollum o diode de volada) en paral·lel amb l'indut. Això permet que la corrent continue fluïnt a través del diode quan l'interruptor s'obre, evitant així la generació de tensions excessivament altes.

Resum

Quan un interruptor al circuit d'un indut s'obre de sobte, es produeix una tensió alta en lloc d'una corrent elevada perquè l'indut intenta mantenir el flux de corrent existent. No obstant això, com que el circuit està trencat, la corrent no pot continuar fluïnt, i l'indut allibera l'energia emmagatzemada generant una tensió alta. Aquesta tensió alta és deguda a la velocitat de canvi de la corrent dI/dt molt gran.