यह क्यों है कि जब एक इंडक्टर उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है और उच्च धारा नहीं?

जब एक इंडक्टर कोलाप्स होता है (उदाहरण के लिए, जब इंडक्टर सर्किट में एक स्विच अचानक खुलता है), तो यह उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है, उच्च धारा की बजाय। यह इंडक्टर के मूल गुणों और ऊर्जा संचयण तंत्र द्वारा समझाया जा सकता है। यहाँ एक विस्तृत स्पष्टीकरण है:

इंडक्टर के मूल गुण

इंडक्टर के मौलिक गुण को निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

जहाँ:

V इंडक्टर पर वोल्टेज है।

L इंडक्टर की इंडक्टेंस है। dI/dt धारा की समय के सापेक्ष परिवर्तन की दर है।

यह सूत्र दर्शाता है कि इंडक्टर पर वोल्टेज धारा के परिवर्तन की दर के अनुपात में होता है। दूसरे शब्दों में, एक इंडक्टर धारा में तीव्र परिवर्तन का प्रतिरोध करता है।

ऊर्जा संचय

जब धारा इंडक्टर से गुजरती है, तो इंडक्टर ऊर्जा संचित करता है, और यह ऊर्जा चुंबकीय क्षेत्र में संचित होती है। इंडक्टर में संचित ऊर्जा E निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है:

जहाँ:

• E संचित ऊर्जा है।

• L इंडक्टेंस है।

• I इंडक्टर से गुजरने वाली धारा है।

जब स्विच खुलता है

जब इंडक्टर सर्किट में एक स्विच अचानक खुलता है, तो धारा तुरंत शून्य होने की अनुमति नहीं होती क्योंकि इंडक्टर में चुंबकीय क्षेत्र अपनी संचित ऊर्जा को छोड़ने के लिए समय की आवश्यकता होती है। क्योंकि धारा तुरंत बदल नहीं सकती, इंडक्टर मौजूदा धारा प्रवाह को बनाए रखने की कोशिश करता है।

हालांकि, क्योंकि स्विच खुल गया है, धारा के लिए रास्ता कट गया है। इंडक्टर धारा को बनाए रखने में असफल हो जाता है, इसलिए यह अपने टर्मिनल पर बहुत उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है। यह उच्च वोल्टेज धारा को जारी रखने की कोशिश करता है, लेकिन क्योंकि सर्किट टूट गया है, धारा गुजर नहीं सकती, और इंडक्टर अपनी संचित ऊर्जा उच्च वोल्टेज के माध्यम से छोड़ देता है।

गणितीय स्पष्टीकरण

एक इंडक्टर के वोल्टेज-धारा संबंध V=L（dI/dt）के अनुसार, जब स्विच अचानक खुलता है, तो धारा I बहुत तेजी से शून्य हो जानी चाहिए। इसका अर्थ है कि धारा के परिवर्तन की दर dI/dt बहुत बड़ी हो जाती है, जिससे बहुत उच्च वोल्टेज V परिणामस्वरूप होता है।

व्यावहारिक घटना

व्यावहारिक सर्किट में, यह उच्च वोल्टेज चमकीले डिस्चार्ज या सर्किट के अन्य घटकों को क्षति पहुंचा सकता है। इसे रोकने के लिए, इंडक्टर के साथ समानांतर एक डायोड (जिसे फ्लाइबैक डायोड या फ्रीव्हीलिंग डायोड के रूप में जाना जाता है) जोड़ा जाता है। यह स्विच खुलने पर धारा को डायोड के माध्यम से जारी रखने की अनुमति देता है, इस प्रकार अत्यधिक उच्च वोल्टेज का उत्पादन रोकता है।

सारांश

जब इंडक्टर सर्किट में एक स्विच अचानक खुलता है, तो उच्च धारा के बजाय उच्च वोल्टेज उत्पन्न होता है क्योंकि इंडक्टर मौजूदा धारा प्रवाह को बनाए रखने की कोशिश करता है। हालांकि, क्योंकि सर्किट टूट गया है, धारा जारी नहीं रह सकती, और इंडक्टर अपनी संचित ऊर्जा को उच्च वोल्टेज उत्पन्न करके छोड़ देता है। यह उच्च वोल्टेज धारा के परिवर्तन की दर dI/dt के बहुत बड़े होने के कारण होता है।