Kaj se zgodi z tokom, ko se induktor nenadno odloči?

Ko se induktor nagle odklopi, tok doživi velike spremembe zaradi lastnosti induktorja, da ohranja konstanten tok. Tukaj je podrobno razlago:

1. Osnovne značilnosti induktorja

Osnovna značilnost induktorja se lahko izrazi s sledečo enačbo:

V=L(dI/dt)

kjer:

• V je napetost na induktorju,

• L je induktivnost induktorja,

• I je tok skozi induktor,

• dI/dt je stopnja spremembe toka.

Ta enačba kaže, da je napetost na induktorju sorazmerna s stopnjo spremembe toka. Če se tok hitro spreminja, se na induktorju ustvari visoka napetost.

2. Ko se induktor nagle odklopi

Ko se induktor nagle odklopi, tok ne more takoj pasti na nič, ker se induktor upira nenadnim spremembam toka. Natančneje:

Tok ne more takoj spremeniti

Razlog: Induktor shranjuje energijo magnetnega polja in ko se tok poskuša nagle ustaviti, induktor poskuša ohranjati prvotni tok.

Rezultat: Induktor generira visoko prehodno napetost pri točki odključitve, da bi poskušal ohraniti tok v teku.

Prehodni špik napetosti

Špik napetosti: Zaradi nezmožnosti toka, da se takoj spremeni, induktor pri točki odključitve ustvari visok prehodni špik napetosti. Ta špik napetosti lahko doseže izredno visoke vrednosti in lahko poškoduje druge komponente v kraku.

Sprostitev energije: Ta visoka napetost povzroči, da se shranjena energija magnetnega polja v induktorju hitro sprosti, pogosto v obliki luka.

3. Praktični učinki

Lukovita razseva

• Lukovita razseva: Pri točki odključitve lahko visoka napetost povzroči lukovito razsevo, kar vodi do iskrenja ali lukov.

• Poškodba: Lukovita razseva lahko poškoduje preklopnike, stiki ali druge komponente kraka.

Špik napetosti

Zaščitne mere: Za preprečevanje poškodbe zaradi špikov napetosti se pogosto vzpostavi dioda (znana kot flyback dioda ali freewheeling dioda) vzporedno z induktorjem, ali se uporabljajo druge oblike zaščitnih naprav za prehodne špike napetosti (na primer varistorji).

4. Rešitve

Flyback dioda

• Funkcija: Flyback dioda zagotavlja pot z nizkim upornostnim obteženjem za tok, ko se induktor nagle odklopi, s tem preprečuje nastanek visokih špikov napetosti.

• Povezava: Flyback dioda je običajno povezana vzporedno z induktorjem, le pa obrnjeno. Ko se induktor odklopi, dioda prevodi, čime zagotovi pot za nadaljnji pretok toka.

Zaščitna naprava za prehodne špike napetosti

• Funkcija: Zaščitna naprava za prehodne špike napetosti (na primer varistor) hitro ograniči napetost, ko ta preseže določeno mejo, absorpira presežno energijo napetosti in zaščiti druge komponente v kraku.

• Povezava: Zaščitna naprava za prehodne špike napetosti je običajno povezana vzporedno z induktorjem.

Povzetek

Ko se induktor nagle odklopi, tok ne more takoj pasti na nič zaradi lastnosti induktorja, da ohranja konstanten tok. To vodi do visoke prehodne napetosti pri točki odključitve, ki lahko povzroči lukovito razsevo in poškoduje komponente kraka. Za zaščito kraka se pogosto uporablja flyback dioda ali zaščitna naprava za prehodne špike napetosti, da se prepreči nastanek špikov napetosti.