Miks induktor tekitab kõrge pinget ja mitte kõrget voolu?

Kui induktor kollabibreerub (nt kui selle tsirkuitis olev lülitik ühtseiselt avaneb), tekitab see suure voltagena mitte suurt voolu. Seda saab selgitada induktori põhioomadustega ja selle energiakogumismehhanismiga. Siin on detailne selgitus:

Induktori Põhioomadused

Induktori põhiline omadus väljendub järgmise võrrandiga:

kus:

V on induktoril esinev voltag.

L on induktori induktiivsus.dI/dt on voolu muutumiskiirus ajas.

See võrrand näitab, et induktoril esinev voltag on võrdelinenud voolu muutumiskiirusega. Teisisõnu, induktor vastab kiirele voolu muutumisele.

Energia Kogumine

Induktor kogub energiat, kui sellest läbib vool, ja see energia koguneb magnettväe kaudu. Energia E, mis koguneb induktorisse, väljendub järgmise võrrandiga:

kus:

• E on kogutud energia.

• L on induktiivsus.

• I on induktorist läbiva vool.

Kui Lülitik Avaneb

Kui induktoritsirkuitis olev lülitik ühtseiselt avaneb, ei saa vool kohe nulliks jääda, sest induktorisse olev magnettvägi vajab aega oma kogutud energiaväljastamiseks. Kuna vool ei saa kohe muutuda, püüab induktor säilitada olemasoleva voolu.

Kuid kuna lülitik on avanenud, on voolu tee katkestatud. Induktor ei saa voolu enam säilitada, seega tekitab see väga suure voltagena oma polaaridel. See suur voltag püüab sundida voolu jätkuma, kuid kuna tsirkuit on katkenud, ei saa vool läbi minna, ja induktor väljastab oma kogutud energiaga suure voltaga.

Matemaatiline Selgitus

Induktori voltagi-voolu suhte järgi V=L（dI/dt）, kui lülitik ühtseiselt avaneb, peab vool I väga kiiresti nulliks jääma. See tähendab, et voolu muutumiskiirus dI/dt saab väga suureks, mis tulemuseks toob väga suure voltaga V.

Praktiline Fenomen

Praktikas võib see suur voltag tekitada elektrilisi kirgatusi või kahjustada tsirkuitis olevaid komponente. Selle vältimiseks on induktoriga sageli paralleelselt ühendatud diood (tuntud ka kui tagurpidi-diood või vaba liigutuse diood). See võimaldab voolu jätkuda dioodi kaudu, kui lülitik avaneb, nii et ebaotsete suurte voltaga tekke vältimine.

Kokkuvõte

Kui induktoritsirkuitis olev lülitik ühtseiselt avaneb, tekkib suur voltag, mitte suur vool, sest induktor püüab säilitada olemasoleva voolu. Kuid kuna tsirkuit on katkenud, ei saa vool jätkuda, ja induktor väljastab oma kogutud energiaga suure voltaga. See suur voltag on tingitud väga suurest voolu muutumiskiirusest dI/dt.