Какво се случва с тока, когато индукторът е изведнъж отключен?

Когато индукторът е изключван внезапно, токът претърпява значителни изменения поради характеристиката на индуктора да поддържа постоянен ток. Ето подробно обяснение:

1. Основни характеристики на индуктора

Основната характеристика на индуктора може да бъде изразена със следната формула:

V=L（dI/dt）

където:

• V е напрежението върху индуктора,

• L е индуктивността на индуктора,

• I е токът през индуктора,

• dI/dt е скоростта на изменение на тока.

Тази формула показва, че напрежението върху индуктора е пропорционално на скоростта на изменение на тока. Ако токът се изменя бързо, върху индуктора ще бъде генерирано високо напрежение.

2. Когато индукторът е изключван внезапно

Когато индукторът е изключван внезапно, токът не може моментално да падне до нула, защото индукторът противодейства на внезапните изменения на тока. По-конкретно:

Токът не може моментално да се промени

Причина: Индукторът съхранява магнитна полева енергия и когато токът опитва да спре внезапно, индукторът се опитва да поддържа оригинален ток.

Резултат: Индукторът генерира високо преходно напрежение в точката на изключване, за да опита да поддържа тока.

Преходен пикиран на напрежението

Пикиране на напрежението: Заради невъзможността на тока да се промени моментално, индукторът произвежда високо преходно напрежение в точката на изключване. Този пикиран може да бъде изключително висок и може да повреди други компоненти в веригата.

Освобождаване на енергия: Високото напрежение причинява съхранената магнитна полева енергия в индуктора да бъде освободена бързо, често във формата на дъга.

3. Практически ефекти

Дъгов разряд

• Дъгов разряд: В точката на изключване, високото напрежение може да причини дъгов разряд, водещ до искри или дъги.

• Повреда: Дъговият разряд може да повреди ключове, контакти или други компоненти на веригата.

Пикиране на напрежението

Защитни мерки: За да се предотврати повреда от пикиране на напрежението, често се поставя диод (известен като flyback диод или freewheeling диод) паралелно с индуктора, или се използват други видове защитни устройства за преходни напрежения (като варистиори).

4. Решения

Flyback диод

• Функция: Flyback диод предоставя път с ниска импеданс за тока, когато индукторът е изключван внезапно, предотвратявайки генерирането на високи пики на напрежението.

• Връзка: Flyback диод обикновено се свързва в обратна паралела с индуктора. Когато индукторът е изключван, диодът провежда, предоставяйки път за тока да продължи да тече.

Устройство за подаване на преходни напрежения

• Функция: Устройството за подаване на преходни напрежения (например варистиор) бързо ограничава напрежението, когато то надвишава определен праг, абсорбира излишна енергия от напрежението и защитава други компоненти в веригата.

• Връзка: Устройството за подаване на преходни напрежения обикновено се свързва в паралела с индуктора.

Резюме

Когато индукторът е изключван внезапно, токът не може моментално да падне до нула поради характеристиката на индуктора да поддържа постоянен ток. Това води до високо преходно напрежение в точката на изключване, което може да причини дъгов разряд и повреда на компонентите на веригата. За да се защити веригата, често се използва flyback диод или устройство за подаване на преходни напрежения, за да се предотврати генерирането на пики на напрежението.