Što se događa s strujom kada se induktor iznenada odspoji?

Kada se induktor iznenadno odspoji, struja podliježe značajnim promjenama zbog karakteristike induktora održavanja konstantne struje. Evo detaljnog objašnjenja:

1. Osnovne karakteristike induktora

Osnovna karakteristika induktora može se izraziti sljedećom formulom:

V=L（dI/dt）

gdje:

• V je napon na induktor,

• L je induktivnost induktora,

• I je struja kroz induktor,

• dI/dt je brzina promjene struje.

Ova formula pokazuje da je napon na induktor proporcionalan brzini promjene struje. Ako se struja brzo mijenja, generirat će se visok napon na induktor.

2. Kada se induktor iznenadno odspoji

Kada se induktor iznenadno odspoji, struja ne može odmah pasti na nulu jer induktor otpire iznenadnim promjenama struje. Konkretno:

Struja se ne može odmah promijeniti

Razlog: Induktor pohranjuje energiju magnetskog polja, i kada se struja pokuša naglo zaustaviti, induktor pokušava održati originalnu struju.

Rezultat: Induktor generira visoki privremeni napon u točki odspajanja kako bi pokušao održati struju.

Privremena visoka vrhovita vrijednost napona

Visoka vrhovita vrijednost napona: Zbog nemogućnosti struje da se odmah promijeni, induktor proizvodi visoki privremeni napon u točki odspajanja. Ova vrhovita vrijednost napona može biti izuzetno visoka i može oštetiti druge komponente u krugu.

Oslobađanje energije: Taj visoki napon uzrokuje da se pohranjena energija magnetskog polja u induktor brzo oslobodi, često u obliku luka.

3. Praktični efekti

Iskrenje

• Iskrenje: U točki odspajanja, visoki napon može uzrokovati iskrenje, što dovodi do iskrice ili luka.

• Oštećenje: Iskrenje može oštetiti prekidače, kontakte ili druge komponente kruga.

Visoka vrhovita vrijednost napona

Zaštita: Za sprečavanje oštećenja od visokih vrhovitih vrijednosti napona, dioda (poznata kao flyback dioda ili freewheeling dioda) često se postavlja paralelno s induktorom, ili se koriste druge forme zaštite od privremenih visokih napona (poput varistora).

4. Rješenja

Flyback dioda

• Funkcija: Flyback dioda pruža put s niskim impedansom za struju kada se induktor iznenadno odspoji, sprečavajući nastanak visokih vrhovitih vrijednosti napona.

• Povezivanje: Flyback dioda se tipično spaja obrnuto paralelno s induktorom. Kada se induktor odspoji, dioda provodi, pružajući put za struju da nastavi teći.

Zaštita od privremenih visokih napona

• Funkcija: Zaštita od privremenih visokih napona (poput varistora) brzo ograničava napon kada premaši određenu granicu, apsorbirajući suvišnu energiju napona i zaštitivši druge komponente u krugu.

• Povezivanje: Zaštita od privremenih visokih napona se tipično spaja paralelno s induktorom.

Sažetak

Kada se induktor iznenadno odspoji, struja ne može odmah pasti na nulu zbog karakteristike induktora održavanja konstantne struje. To rezultira visokim privremenim naponom u točki odspajanja, što može uzrokovati iskrenje i oštetiti komponente kruga. Za zaštitu kruga, često se koristi flyback dioda ili zaštita od privremenih visokih napona kako bi se sprečilo nastanak vrhovitih vrijednosti napona.