Hvers vegna gerir spennubíll sterka spennu en ekki stóra straum?

Þegar spennuhorn falla (til dæmis, þegar lykill í spennuhornsrásinu fer brátt upp), framleiðir það háa spenna í stað háa straums. Þetta er hægt að skýra með grunnlegum eiginleikum spennuhorns og geymslu orku. Hér er nánari skýring:

Grundvallareiginleikar spennuhorns

Grundvallareiginleikar spennuhorns geta verið skýrðir með eftirtöldu formúlu:

þar sem:

V er spennan yfir spennuhornið.

L er spennuheild spennuhornsins. dI/dt er hrykkjan í straumi miðað við tíma.

Þessi formúla sýnir að spennan yfir spennuhornið sé samhverf við hrykkju í straumi. Í öðrum orðum, spennuhorn bannar hrattum breytingum á straumi.

Geymsla Orku

Spennuhorn geymir orku þegar straum fer gegnum það, og þessi orka er geymd í magnafelagi. Orkan E geymd í spennuhorni má skýra með eftirtöldu formúlu:

þar sem:

• E er geymd orka.

• L er spennuheild.

• I er straumurinn sem fer gegnum spennuhornið.

Þegar Lykill Opnar

Þegar lykill í spennuhornsrásinu fer brátt upp, getur straumurinn ekki strax sótt núll vegna þess að magnafelag spennuhornsins þarf tíma til að sleppa geymdri orku. Þar sem straumurinn getur ekki breyst strax, reynir spennuhornið að halda áfram núverandi straum.

En vegna þess að lykillinn hefur opnast, er leiðin fyrir strauminn brotin. Spennuhornið getur ekki halda áfram straumi, svo það framleiðir mjög háa spennu yfir sínum endapunktum. Þessi há spenna reynir að tvinga strauminn að halda áfram, en vegna þess að rásin er brotin, getur straumurinn ekki ferðast, og spennuhorn sleppur geymdri orku gegnum háa spennu.

Stærðfræðileg Skýring

Samkvæmt spenna-straum sambandinu fyrir spennuhorn V=L（dI/dt）þegar lykillinn fer brátt upp, verður straumurinn I að sóta núll hratt. Þetta merkir að hrykkjan í straumi dI/dt verður mjög stór, sem leiðir til mjög háar spennu V.

Praktísk Sýnisburður

Í raunverulegum rásir getur þessi há spenna valdið gnistaflæðingum eða skemmt öðrum hlutum í rásinni. Til að komast úr vegi fyrir þetta, er oft tengdur dióð (kallaður flyback dióð eða freewheeling dióð) í samsíðu við spennuhornið. Þetta leyfir straum að halda áfram gegnum dióð þegar lykillinn opnar, sem undanverkar framleiðslu af of háum spennum.

Samantekt

Þegar lykill í spennuhornsrás fer brátt upp, framleiðir það háa spenna í stað háa straums vegna þess að spennuhornið reynir að halda áfram núverandi straum. En vegna þess að rásin er brotin, getur straumurinn ekki halda áfram, og spennuhorn sleppur geymdri orku með því að framleiða háa spennu. Þessi há spenna er vegna mjög stórar hrykkju í straumi dI/dt.