Γιατί είναι ότι όταν ένας συμπλεκτικός παράγει υψηλή τάση και όχι υψηλή διάρροη;

Όταν ένας ταράκτης καταρρέει (π.χ., όταν ένας διαχωριστής στο περίπου του ταράκτη ανοίγει ξαφνικά), παράγει υψηλότερη τάση αντί για μεγάλη συνεχή ροή. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από τις βασικές ιδιότητες ενός ταράκτη και τον μηχανισμό αποθήκευσης ενέργειας. Εδώ είναι μια λεπτομερής εξήγηση:

Βασικές Ιδιότητες Ταράκτη

Η βασική ιδιότητα ενός ταράκτη μπορεί να εκφραστεί με την παρακάτω τύπο:

όπου:

V είναι η τάση στον ταράκτη.

L είναι η αυξανόμενη ικανότητα του ταράκτη.dI/dt είναι η ταχύτητα μεταβολής της συνεχούς ροής σε σχέση με το χρόνο.

Αυτός ο τύπος δείχνει ότι η τάση στον ταράκτη είναι ανάλογη με την ταχύτητα μεταβολής της συνεχούς ροής. Με άλλα λόγια, ο ταράκτης αντιστέκεται σε ταχείες μεταβολές της συνεχούς ροής.

Αποθήκευση Ενέργειας

Ο ταράκτης αποθηκεύει ενέργεια όταν η συνεχής ροή διαρρέει δι' αυτού, και αυτή η ενέργεια αποθηκεύεται στο μαγνητικό πεδίο. Η ενέργεια E που αποθηκεύεται σε έναν ταράκτη μπορεί να εκφραστεί με τον παρακάτω τύπο:

όπου:

• E είναι η αποθηκευμένη ενέργεια.

• L είναι η αυξανόμενη ικανότητα.

• I είναι η συνεχής ροή που διαρρέει τον ταράκτη.

Όταν Ο Διαχωριστής Ανοίγει

Όταν ένας διαχωριστής στο περίπου του ταράκτη ανοίγει ξαφνικά, η συνεχής ροή δεν μπορεί να μειωθεί αμέσως σε μηδέν, διότι το μαγνητικό πεδίο στον ταράκτη χρειάζεται χρόνο για να απελευθερώσει την αποθηκευμένη ενέργεια. Επειδή η συνεχής ροή δεν μπορεί να μεταβάλει αμέσως, ο ταράκτης προσπαθεί να διατηρήσει την υπάρχουσα συνεχή ροή.

Ωστόσο, επειδή ο διαχωριστής έχει ανοίξει, η διαδρομή για τη συνεχή ροή έχει διακοπεί. Ο ταράκτης δεν μπορεί να συνεχίσει να διατηρεί τη συνεχή ροή, οπότε παράγει πολύ υψηλή τάση στα άκρα του. Αυτή η υψηλή τάση προσπαθεί να επιβιβάσει τη συνεχή ροή να συνεχίσει να ρέει, αλλά επειδή ο περίπου έχει διακοπεί, η συνεχής ροή δεν μπορεί να περάσει, και ο ταράκτης απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια μέσω της υψηλής τάσης.

Μαθηματική Εξήγηση

Σύμφωνα με τη σχέση τάσης-συνεχής ροής ενός ταράκτη V=L（dI/dt）, όταν ο διαχωριστής ανοίγει ξαφνικά, η συνεχής ροή I πρέπει να μειωθεί πολύ γρήγορα σε μηδέν. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα μεταβολής της συνεχούς ροής dI/dt γίνεται πολύ μεγάλη, αποτελείται σε πολύ υψηλή τάση V.

Πρακτικό Φαινόμενο

Σε πρακτικούς περίπους, αυτή η υψηλή τάση μπορεί να προκαλέσει σπαραγμούς ή να βλάψει άλλα στοιχεία στον περίπου. Για να αποφευχθεί αυτό, συχνά συνδέεται ένας διόδος (γνωστός ως flyback diode ή freewheeling diode) παράλληλα με τον ταράκτη. Αυτό επιτρέπει στη συνεχή ροή να συνεχίσει να ρέει μέσω του διόδου όταν ο διαχωριστής ανοίγει, έτσι ώστε να αποφευχθεί η παραγωγή υπερβολικά υψηλών τάσεων.

Σύνοψη

Όταν ένας διαχωριστής σε έναν περίπου ταράκτη ανοίγει ξαφνικά, παράγεται υψηλή τάση αντί για μεγάλη συνεχή ροή, διότι ο ταράκτης προσπαθεί να διατηρήσει την υπάρχουσα συνεχή ροή. Ωστόσο, επειδή ο περίπου έχει διακοπεί, η συνεχής ροή δεν μπορεί να συνεχίσει να ρέει, και ο ταράκτης απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια μέσω της παραγωγής υψηλής τάσης. Αυτή η υψηλή τάση οφείλεται στην πολύ μεγάλη ταχύτητα μεταβολής της συνεχούς ροής dI/dt.