As 'n draad se weerstand nie deur bôre beïnvloed word nie, hoekom wys 'n opgerolde kabel dan skynings in plaas van 'n reguit draad?

Terwyl die buiging van 'n draad self nie beduidend die weerstand daarvan beïnvloed nie, word die situasie meer kompleks wanneer dit met gewonde spoels te doen het, soos in transformateurs, motore of elektromagnete. Spoels is nie net gebogen drade nie; hul geometrie en windingmetode beïnvloed hul elektromagnetiese eienskappe, veral self-induktans en wederkerige induktans, wat lei tot verskynsels soos vonke wat nie met gewone reguit drade voorkom nie.

Redes vir Vonking in Gewonde Spoels

Induktiewe Effekte

• Self-induktans: Wanneer stroom deur 'n spoel vloei, genereer dit 'n magneetveld om die spoel. As die stroom plotseling verander (bv. wanneer die sirkel aan- of afgeskakel word), verander die magneetveld, wat 'n elektromotief krag (EMF) bekend as self-induktans indukeer. Hierdie plotselinge verandering kan baie hoë spanningspieke veroorsaak, wat gelei tot vonking.

• Wederkerige Induktans: In meervoudige windinge, beïnvloed die verandering in stroom in een winding die stroom in naastliggende windinge, bekend as wederkerige induktans. Plotselinge veranderinge in stroom kan gelei tot spanningspieke, wat vonking veroorsaak.

Kapasitiewe Effekte

Winding-tot-winding Kapasiteit: As gevolg van die kapasiteit tussen windinge in 'n spoel, kan plotselinge veranderinge in stroom gelei tot spanningspieke, wat potensieel gelei tot vonking.

Skakelveranderingstransiente

• Vonking tydens Afsluiting: Wanneer die voeding aan 'n spoel afgeskakel word, veroorsaak die selfgeinduseerde EMF dat die opgestoorde magneetenergie probeer om die stroom te handhaaf, wat gelei tot hoë spannings oor die skakelaar, wat kan lei tot bogen of vonking.

• Vonking tydens Aansluiting: Wanneer die voeding aan 'n spoel aangesluit word, kan die vestiging van stroom ook oombliklike hoë spannings veroorsaak, wat gelei tot vonking.

Verskille Tussen Gewone Drade en Spoels

• Geometriese Struktuur: Gewone drade is tipies reguit of lig buig, terwyl spoels strak gewond is, wat gelei tot hoër self-induktans en wederkerige induktans in spoels.

• Elektromagnetiese Effekte: Veranderinge in stroom in spoels produsseer beduidende veranderinge in die magneetveld, terwyl veranderinge in stroom in gewone drade minimaal magneetveldveranderinge veroorsaak, wat gelei tot minder merkbare elektromagnetiese effekte.

• Energieopstoring: Spoels kan groot hoeveelhede magneetenergie stoor, en die vrylating van hierdie energie tydens plotselinge veranderinge in stroom kan gelei tot hoë spanningspieke, wat gelei tot vonking.

Voorkoming van Vonking

Om vonking in spoels te voorkom, kan verskeie maatreëls geneem word:

• Gebraik van Flyback Diodes: Wanneer die voeding aan 'n spoel afgeskakel word, kan 'n flyback diode 'n pad bied vir die stroom in die spoel, wat die selfgeinduseerde EMF absorbeer en die voorkoms van vonking verminder.

• Gebraik van Demping Weerstande: In sommige gevalle kan 'n demping weerstand in reeks met die spoel verbonden word om die tempo van stroomverandering te verminder, en dus die selfgeinduseerde EMF te verminder.

• Gebraik van Sag Skakeltegnieke: Deur die tempo van stroomverandering te beheer, kan sag skakeltegnieke spanningspieke verminder, wat gelei tot minimale vonking.

Opsomming

Spoels, as gevolg van hul unieke geometriese struktuur en elektromagnetiese eienskappe, is meer geneig om te vonk wanneer die stroom plotseling verander, in vergelyking met gewone drade. Dit is as gevolg van die spanningspieke veroorsaak deur die self-induktans en wederkerige induktans effekte in spoels. Deur middel van behoorlike ontwerp en tegniese benaderings, kan die voorkoms van vonking effektief verminder of uitgeskakel word.