Что происходит с током, когда индуктивность внезапно отключается?

Когда индуктивность внезапно отключается, ток претерпевает значительные изменения из-за характеристики индуктивности поддерживать постоянный ток. Вот подробное объяснение:

1. Основные характеристики индуктивности

Основная характеристика индуктивности может быть выражена следующей формулой:

V=L（dI/dt）

где:

• V — напряжение на индуктивности,

• L — индуктивность индуктивности,

• I — ток через индуктивность,

• dI/dt — скорость изменения тока.

Эта формула указывает, что напряжение на индуктивности пропорционально скорости изменения тока. Если ток изменяется быстро, на индуктивности возникает высокое напряжение.

2. Когда индуктивность внезапно отключается

Когда индуктивность внезапно отключается, ток не может немедленно упасть до нуля, потому что индуктивность сопротивляется резким изменениям тока. Конкретнее:

Ток не может измениться мгновенно

Причина: Индуктивность хранит энергию магнитного поля, и когда ток пытается остановиться внезапно, индуктивность пытается поддерживать исходный ток.

Результат: Индуктивность генерирует высокое переходное напряжение в точке отключения, чтобы попытаться сохранить течение тока.

Переходный скачок напряжения

Скачок напряжения: Из-за невозможности мгновенного изменения тока индуктивность создает высокое переходное напряжение в точке отключения. Этот скачок напряжения может быть чрезвычайно высоким и может повредить другие компоненты в цепи.

Выделение энергии: Это высокое напряжение вызывает быстрое выделение хранимой энергии магнитного поля в индуктивности, часто в форме дуги.

3. Практические эффекты

Дуговой разряд

• Дуга: В точке отключения высокое напряжение может вызвать дуговой разряд, приводящий к искрам или дугам.

• Повреждение: Дуговой разряд может повредить переключатели, контакты или другие компоненты цепи.

Скачок напряжения

Защитные меры: Чтобы предотвратить повреждения от скачков напряжения, обычно используется диод (известный как диод обратного хода или свободного хода), подключенный параллельно индуктивности, или другие формы подавителей переходных напряжений (например, варисторы).

4. Решения

Диод обратного хода

• Функция: Диод обратного хода обеспечивает низкоомный путь для тока, когда индуктивность внезапно отключается, предотвращая появление высоких скачков напряжения.

• Подключение: Диод обратного хода обычно подключается в обратном параллельном соединении с индуктивностью. Когда индуктивность отключается, диод проводит, предоставляя путь для продолжения тока.

Подавитель переходных напряжений

• Функция: Подавитель переходных напряжений (например, варистор) быстро ограничивает напряжение, когда оно превышает определенный порог, поглощая избыточную энергию напряжения и защищая другие компоненты в цепи.

• Подключение: Подавитель переходных напряжений обычно подключается параллельно индуктивности.

Заключение

Когда индуктивность внезапно отключается, ток не может немедленно упасть до нуля из-за характеристики индуктивности поддерживать постоянный ток. Это приводит к высокому переходному напряжению в точке отключения, которое может вызвать дуговой разряд и повредить компоненты цепи. Для защиты цепи часто используются диод обратного хода или подавитель переходных напряжений, чтобы предотвратить появление скачков напряжения.