Apakah yang berlaku kepada arus apabila induktor tiba-tiba diputuskan?

Apabila suatu induktor tiba-tiba diputuskan, arus mengalami perubahan yang signifikan disebabkan oleh ciri induktor untuk mengekalkan arus yang malar. Berikut adalah penjelasan terperinci:

1. Ciri Asas Induktor

Ciri asas induktor boleh dinyatakan dengan formula berikut:

V=L（dI/dt）

di mana:

• V adalah voltan merentasi induktor,

• L adalah induktansi induktor,

• I adalah arus melalui induktor,

• dI/dt adalah kadar perubahan arus.

Formula ini menunjukkan bahawa voltan merentasi induktor berkadar dengan kadar perubahan arus. Jika arus berubah dengan cepat, voltan tinggi akan dihasilkan merentasi induktor.

2. Apabila Induktor Tiba-Tiba Diputuskan

Apabila induktor tiba-tiba diputuskan, arus tidak dapat segera jatuh ke sifar kerana induktor menolak perubahan mendadak dalam arus. Secara khususnya:

Arus Tidak Boleh Berubah Secara Segera

Sebab: Induktor menyimpan tenaga medan magnetik, dan apabila arus cuba berhenti secara mendadak, induktor cuba mengekalkan arus asal.

Hasil: Induktor menghasilkan voltan transien tinggi pada titik putus untuk cuba mengekalkan aliran arus.

Spike Voltan Transien

Spike Voltan: Disebabkan oleh ketidakmampuan arus untuk berubah secara segera, induktor menghasilkan voltan transien tinggi pada titik putus. Spike voltan ini boleh sangat tinggi dan mungkin merosakkan komponen lain dalam litar.

Pelepasan Tenaga: Voltan tinggi ini menyebabkan tenaga medan magnetik yang tersimpan dalam induktor dilepaskan dengan cepat, sering dalam bentuk busur.

3. Kesan Praktikal

Pengeluaran Busur

• Pembusuran: Pada titik putus, voltan tinggi mungkin menyebabkan pengeluaran busur, menyebabkan percikan atau busur.

• Kerosakan: Pembusuran boleh merosakkan pemutus, kontak, atau komponen litar lain.

Spike Voltan

Tindakan Perlindungan: Untuk mencegah kerosakan akibat spike voltan, dioda (dikenali sebagai dioda flyback atau dioda freewheeling) sering diletakkan selari dengan induktor, atau bentuk lain penghambat voltan transien (seperti varistor) digunakan.

4. Penyelesaian

Dioda Flyback

• Fungsi: Dioda flyback memberikan laluan rintangan rendah bagi arus apabila induktor tiba-tiba diputuskan, mencegah pembentukan spike voltan tinggi.

• Sambungan: Dioda flyback biasanya disambungkan secara selari terbalik dengan induktor. Apabila induktor diputuskan, dioda tersebut mengalir, memberikan laluan untuk arus terus mengalir.

Penghambat Voltan Transien

• Fungsi: Penghambat voltan transien (seperti varistor) dengan cepat menekan voltan apabila ia melebihi ambang tertentu, menyerap tenaga voltan berlebihan dan melindungi komponen lain dalam litar.

• Sambungan: Penghambat voltan transien biasanya disambungkan selari dengan induktor.

Kesimpulan

Apabila induktor tiba-tiba diputuskan, arus tidak dapat segera jatuh ke sifar disebabkan oleh ciri induktor untuk mengekalkan arus yang malar. Ini menghasilkan voltan transien tinggi pada titik putus, yang boleh menyebabkan pembusuran dan merosakkan komponen litar. Untuk melindungi litar, dioda flyback atau penghambat voltan transien sering digunakan untuk mencegah pembentukan spike voltan.