Šta se dešava sa strujom kada se induktor iznenada odspoji?

Kada se induktor nagle odvoji, 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 preko induktora,

• L je induktivnost induktora,

• I je struja kroz induktor,

• dI/dt je stopa promjene struje.

Ova formula pokazuje da je napon preko induktora proporcionalan stopi promjene struje. Ako se struja brzo mijenja, generiše se visok napon preko induktora.

2. Kada se induktor nagle odvoji

Kada se induktor nagle odvoji, struja ne može odmah pasti na nulu jer induktor otpire naglim promjenama struje. Konkretno:

Struja ne može odmah promijeniti

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

Rezultat: Induktor generiše visok privremeni napon u tački odvojitve kako bi pokušao održati tok struje.

Privremena visoka vrhovska vrijednost napona

Visoka vrhovska vrijednost napona: Zbog nezmožnosti struje da se odmah promijeni, induktor proizvodi visok privremeni napon u tački odvojitve. Ova visoka vrhovska vrijednost napona može biti izuzetno visoka i može oštetiti druge komponente u krugu.

Oslobađanje energije: Visoki napon uzrokuje da se energija sačuvana u magnetskom polju induktora brzo oslobodi, često u obliku lukove.

3. Praktični efekti

Isprskavanje luke

• Isprskavanje luke: U tački odvojitve, visoki napon može dovesti do isprskavanja luke, što dovodi do isparkivanja ili lukova.

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

Visoka vrhovska vrijednost napona

Zaštita: Da bi se spriječilo oštećenje od visokih vrhovskih vrijednosti napona, dioda (poznata kao flyback dioda ili freewheeling dioda) se često 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 sa niskim impedansom za struju kada se induktor nagle odvoji, sprečavajući generisanje visokih vrhovskih vrijednosti napona.

• Povezivanje: Flyback dioda je tipično spojena paralelno s induktorom, ali obrnutim smjerom. Kada se induktor odvoji, dioda provodi, pružajući put za struju da nastavi teći.

Zaštitnik od privremenih visokih napona

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

• Povezivanje: Zaštitnik od privremenih visokih napona je tipično spojen paralelno s induktorom.

Sažetak

Kada se induktor nagle odvoji, struja ne može odmah pasti na nulu zbog karakteristike induktora održavanja konstantne struje. To rezultira visokim privremenim naponom u tački odvojitve, što može dovesti do isprskavanja luke i oštećenja komponenata kruga. Da bi se zaštitio krug, često se koristi flyback dioda ili zaštitnik od privremenih visokih napona kako bi se sprečilo generisanje visokih vrhovskih vrijednosti napona.