Що трапляється зі струмом, коли індуктор раптово відключено?

Коли індуктор раптово від'єднують, струм проходить значні зміни через характеристику індуктора зберігати постійний струм. Ось детальне пояснення:

1. Основні характеристики індуктора

Основна характеристика індуктора може бути виражена наступною формулою:

V=L（dI/dt）

де:

• V - напруга на індукторі,

• L - індуктивність індуктора,

• I - струм через індуктор,

• dI/dt - швидкість зміни струму.

Ця формула показує, що напруга на індукторі пропорційна швидкості зміни струму. Якщо струм змінюється швидко, на індукторі буде генеруватися висока напруга.

2. Коли індуктор раптово від'єднують

Коли індуктор раптово від'єднують, струм не може негайно знизитися до нуля, оскільки індуктор протистоять раптовим змінам струму. Зокрема:

Струм Не Може Негайно Змінитися

Причина: Індуктор зберігає енергію магнітного поля, і коли струм намагається раптово зупинитися, індуктор намагається зберегти початковий струм.

Результат: Індуктор генерує високу перехідну напругу в точці відключення, спробуючи зберегти струм.

Перехідний Пік Напруги

Пік Напруги: Через неможливість негайної зміни струму, індуктор генерує високу перехідну напругу в точці відключення. Цей пік напруги може бути надзвичайно високим і може пошкодити інші компоненти в цепі.

Вивільнення Енергії: Ця висока напруга призводить до швидкого вивільнення збереженої енергії магнітного поля в індукторі, часто у формі дуги.

3. Практичні Ефекти

Дуговий Розряд

• Дуговий розряд: У точці відключення, висока напруга може спричинити дуговий розряд, що призводить до іскр або дуг.

• Пошкодження: Дуговий розряд може пошкодити перемикачі, контакти або інші компоненти цепі.

Пік Напруги

Захисні Міри: Для запобігання пошкодженню від піків напруги, часто паралельно індуктору розміщується діод (відомий як діод зворотного ходу або фрівелінг-діод), або використовуються інші форми прихованих приборів для пригнічення напруги (такі як варистори).

4. Рішення

Діод Зворотного Ходу

• Функція: Діод зворотного ходу забезпечує низькопротівниковий шлях для струму, коли індуктор раптово від'єднують, запобігаючи генерації високих піків напруги.

• Підключення: Діод зворотного ходу зазвичай підключається паралельно індуктору, але в оберненому напрямку. Коли індуктор від'єднують, діод проводить, забезпечуючи шлях для продовження струму.

Прискорений Пригнічувач Напруги

• Функція: Прискорений пригнічувач напруги (наприклад, варистор) швидко обмежує напругу, коли вона перевищує певний поріг, поглинаючи зайву енергію напруги та захищаючи інші компоненти цепі.

• Підключення: Прискорений пригнічувач напруги зазвичай підключається паралельно індуктору.

Підсумок

Коли індуктор раптово від'єднують, струм не може негайно знизитися до нуля через характеристику індуктора зберігати постійний струм. Це призводить до високої перехідної напруги в точці відключення, що може спричинити дуговий розряд та пошкодити компоненти цепі. Для захисту цепі часто використовують діод зворотного ходу або прискорений пригнічувач напруги, щоб запобігти генерації піків напруги.