Kial okazas ke inductoro produktas altan voltan kaj ne altan kuranton?
Kiam induktoro kolapsas (ekzemple, kiam komutilo en la cirkvo de la induktoro subite malfermas), ĝi produktas altan voltan valoron anstataŭ altan korantan valoron. Tio povas esti klarigita per la bazaj ecoj de induktoro kaj sia mekanismo de energikonservado. Jen detala klarigo:
Bazaj Ecoj de Induktoro
La fundamenta eco de induktoro povas esti esprimita per la jena formulo:
kie:
V estas la voltan valoro trans la induktoro.
L estas la indukto de la induktoro. dI/dt estas la ŝanĝrapido de la koranto rilate al tempo.
Ĉi tiu formulo indikas, ke la voltan valoro trans la induktoro estas proporcia al la ŝanĝrapido de la koranto. Alivorte, induktoro rezistas rapidajn ŝanĝojn de koranto.
Energikonservado
Induktoro konservas energion, kiam koranto fluas tra ĝi, kaj ĉi tiu energio estas konservata en la magnetkampo. La energio E konservata en induktoro povas esti esprimita per la jena formulo:
kie:
E estas la konservata energio.
L estas la indukto.
I estas la koranto fluanta tra la induktoro.
Kiam la Komutilo Malfermas
Kiam komutilo en la cirkvo de la induktoro subite malfermas, la koranto ne povas instante faligi al nul, ĉar la magnetkampo en la induktoro bezonas tempon por liberigi sian konservitan energion. Ĉar la koranto ne povas ŝanĝi instante, la induktoro provas daŭrigi la ekzistantan korantfluan.
Tamen, ĉar la komutilo malfermis, la vojo por la koranto estas tranĉita. La induktoro ne povas daŭrigi la koranton, do ĝi generas tre altan voltan valoron trans siaj terminaloj. Ĉi tiu alta volto provas forci la koranton daŭrigi fluon, sed ĉar la cirkvo estas rompita, la koranto ne povas pasi, kaj la induktoro liberigas sian konservitan energion tra la alta volto.
Matematika Klarigo
Laŭ la relacio inter volto kaj koranto de induktoro V=L（dI/dt）, kiam la komutilo subite malfermas, la koranto I devas faligi al nul tre rapide. Tio signifas, ke la ŝanĝrapido de koranto dI/dt iĝas tre granda, rezultigante tre altan voltan valoron V.
Praktika Fenomeno
En praktikaj cirkvoj, ĉi tiu alta volto povas kaŭzi sparkdisŝargadojn aŭ damaĝi aliajn komponentojn en la cirkvo. Por preveni tion, diodo (konata kiel refleksdiodo) estas ofte konektita paralele kun la induktoro. Tio permesas, ke la koranto daŭrigu fluon tra la diodo, kiam la komutilo malfermas, tial evitante la generadon de tro alte voltaj valoroj.
Resumo
Kiam komutilo en cirkvo de induktoro subite malfermas, alta volto estas produktata anstataŭ alta koranto, ĉar la induktoro provas daŭrigi la ekzistantan korantfluan. Tamen, ĉar la cirkvo estas rompita, la koranto ne povas daŭrigi fluon, kaj la induktoro liberigas sian konservitan energion per generado de alta volto. Ĉi tiu alta volto estas pro la tre granda ŝanĝrapido de koranto dI/dt.
