אם פיתולים בחוט אינם משפיעים על התנגדותו אז למה חוט מתפתל מראה ניצוצות במקום חוט פשוט

למרות שהעיקום של כבל לא משפיע באופן משמעותי על התנגדותו, המצב נהיה מורכב יותר כאשר מדובר בקויים מעוקלים, כגון אלה המופיעים בטרנספורמרים, מנועים או אלקטרומגנטים. קויים אינם רק כבלים מעוקלים; הגאומטריה והשיטה בה הם מתפתלים משפיעים על תכונותיהם האלקטרומגנטיות, במיוחד אינדוקציה עצמית ואינדוקציה הדדית, מה שגורם לתופעות כמו ניצוצות שלא מתרחשות בכבלים ישרים רגילים.

סיבות לניצוצות בקויים מעוקלים

השפעות אינדוקטיביות

• אינדוקציה עצמית: כאשר זרם זורם דרך קויל, הוא מייצר שדה מגנטי סביב הקויל. אם הזרם משתנה לפתע (לדוגמה, כאשר מכינים את המעגל או מכבים אותו), השדה המגנטי משתנה ומאלץ כוח חשמלי עצמי (EMF) המכונה אינדוקציה עצמית. שינוי פתאומי זה יכול להוביל לשיאי מתח גבוהים מאוד, מה שמוביל לניצוצות.

• אינדוקציה הדדית: בקוילים מרובים, שינוי הזרם בסיבוב אחד משפיע על הזרם בסיבובים סמוכים, מכונה אינדוקציה הדדית. שינויים פתאומיים בזרם יכולים להוביל לשיאי מתח, מה שמוביל לניצוצות.

השפעות קפיצתיות

קיבולת בין סיבובים: בשל הקיבולת בין הסיבובים בקויל, שינויים פתאומיים בזרם יכולים להוביל לשיאי מתח, מה שיכול להוביל לניצוצות.

טרנסיאנטים במשבצות

• ניצוצות lors of disconnection: כאשר מנתקים את הזנת החשמל לקויל, ה-EMF העצמי גורם לאנרגיה המגנטית המאוכסנת לנסות לשמור על הזרם, מה שגורם למתח גבוה על המשבצת, מה שיכול להוביל לעקיפה או לניצוץ.

• ניצוצות lors of connection: כאשר מחברים את הזנת החשמל לקויל, ההצבת הזרם יכולה גם היא לגרום למתח גבוה באופן מיידי, מה שיכול להוביל לניצוצות.

הבדלים בין כבלים רגילים לקוילים

• מבנה גאומטרי: כבלים רגילים הם בדרך כלל ישרים או מעוקלים מעט, בעוד שקוילים הם מתפתלים צפופים, מה שמביא לאינדוקציה עצמית ואינדוקציה הדדית גבוהה יותר בקוילים.

• השפעות אלקטרומגנטיות: שינויים בזרם בקוילים מפיקים שינויים משמעותיים בשדה המגנטי, בעוד ששינויים בזרם בכבלים רגילים מפיקים שינויים מינימליים בשדה המגנטי, מה שמביא להשפעות אלקטרומגנטיות פחות מורגשות.

• אחסון אנרגיה: קוילים יכולים לאחסן כמויות גדולות של אנרגיה מגנטית, והשחרור של אנרגיה זו במהלך שינויים פתאומיים בזרם יכול להוביל לשיאי מתח גבוהים, מה שיכול להוביל לניצוצות.

מניעת ניצוצות

כדי למנוע ניצוצות בקוילים, ניתן לנקוט במספר אמצעים:

• שימוש דיודות פלייבאק: כאשר מנתקים את הזנת החשמל לקויל, דיודה פלייבאק יכולה לספק מסלול לזרם בקויל, לספוג את ה-EMF העצמי ולהפחית את הופעת הניצוצות.

• שימוש באורנים דמפים: במקרים מסוימים, ניתן לחבר אורן דמפף בטור עם הקויל כדי להפחית את קצב שינוי הזרם, ובכך להפחית את ה-EMF העצמי.

• שימוש בטכניקות משבצות רכות: על ידי הבקרה על קצב שינוי הזרם, טכניקות משבצות רכות יכולות להפחית שיאי מתח, ובכך להפחית את הניצוצות.

סיכום

קוילים, בשל מבנם הגאומטרי הייחודי ותכונותיהם האלקטרומגנטיות, נוטים יותר לניצוצות כאשר הזרם משתנה לפתע בהשוואה לכבלים רגילים. זה בגלל השיאי מתח שנגרמים על ידי האפקטים של אינדוקציה עצמית ואינדוקציה הדדית בקוילים. באמצעות תכנון נכון ושיטות טכנולוגיות, ניתן להפחית או להיפטר בצורה יעילה מהניצוצות.