Zašto induktor proizvodi visok napon a ne veliku struju
Kada se induktor sruši (na primjer, kada se prekidnik u krugu induktora iznenada otvori), on stvara visok napon umjesto visokog struja. To se može objasniti osnovnim svojstvima induktora i njegovim mehanizmom pohrane energije. Evo detaljnog objašnjenja:
Osnovna svojstva induktora
Osnovno svojstvo induktora može se izraziti sljedećom formulom:
gdje je:
V napon na induktoru.
L induktivnost induktora.dI/dt brzina promjene struja s obzirom na vrijeme.
Ova formula ukazuje da je napon na induktoru proporcionalan brzini promjene struje. Drugim riječima, induktor otpire brzim promjenama struje.
Pohrana energije
Induktor pohranjuje energiju kada kroz njega teče struja, a ta energija je pohranjena u magnetskom polju. Energija E pohranjena u induktoru može se izraziti sljedećom formulom:
gdje je:
E pohranjena energija.
L induktivnost.
I struja koja teče kroz induktor.
Kada se prekidnik otvori
Kada se prekidnik u krugu induktora iznenada otvori, struja ne može odmah pasti na nulu jer magnetsko polje u induktoru treba vrijeme da ispušta pohranjenu energiju. Budući da struja ne može odmah promijeniti vrijednost, induktor pokušava održati postojeći tok struje.
Međutim, budući da se prekidnik otvorio, put za struju je prekinut. Induktor ne može nastaviti održavati struju, pa generira vrlo visok napon na svojim terminalima. Taj visok napon pokušava prisiliti struju da nastavi teći, ali budući da je krug prekinut, struja ne može proći, a induktor ispušta pohranjenu energiju kroz visok napon.
Matematičko objašnjenje
Prema odnosu napona i struje induktora V=L（dI/dt）kada se prekidnik iznenada otvori, struja I mora vrlo brzo pasti na nulu. To znači da brzina promjene struje dI/dt postaje vrlo velika, što rezultira vrlo visokim naponom V.
Praktično pojava
U praktičnim krugovima, ovaj visoki napon može uzrokovati iskre ili oštetiti druge komponente u krugu. Da bi se to spriječilo, često se dioda (poznata kao flyback dioda ili freewheeling dioda) povezuje paralelno s induktorom. To omogućuje struji da nastavi teći kroz diodu kada se prekidnik otvori, time se izbjegava generiranje prevelikog napon.
Sažetak
Kada se prekidnik u krugu induktora iznenada otvori, stvara se visok napon umjesto visoke struje jer induktor pokušava održati postojeći tok struje. Međutim, budući da je krug prekinut, struja ne može nastaviti teći, a induktor ispušta pohranjenu energiju generirajući visok napon. Taj visok napon je posljedica vrlo velike brzine promjene struje dI/dt.
