Če zavoji v žici nevplivajo na njeno upornost, zakaj tedna navitek v zavihkih prikazuje iskre namesto navadne žice?

Čeprav sam po sebi odklon žice ne vpliva značajno na njeno upornost, postane situacija bolj zapletena, ko govorimo o navijanih bobinah, kot so one, ki jih najdemo v transformatorjih, motorjih ali elektromagnetih. Bobine niso samo odklonjene žice; njihova geometrija in način navijanja vplivata na njihove elektromagnetske lastnosti, zlasti na samoodvzetost in medsebojno odvzetost, kar vodi do pojavov, kot je iskanje, ki se ne dogaja pri običajnih ravnih žicah.

Razlogi za iskanje v navijanih bobinah

Induktivni učinki

• Samoodvzetost: Ko tok teče skozi bobino, ustvari magnetno polje okoli bobine. Če se tok nenadno spremeni (npr. ob vklopovanju ali izklopovanju kruga), se spremeni tudi magnetno polje, kar inducira elektronski napetostni potencial (ENP), znan tudi kot samoodvzetost. Ta nenadna sprememba lahko vodi do zelo visokih vrhunskih napetosti, kar povzroča iskanje.

• Medsebojna odvzetost: V večvrstičnih bobinah sprememba toka v enem zavitu vpliva na tok v sosednjih zavitkah, znano kot medsebojna odvzetost. Nenadne spremembe toka lahko vodijo do vrhunskih napetosti, kar povzroča iskanje.

Kapacitivni učinki

Kapacitivnost med zavitki: Zaradi kapacitivnosti med zavitki v bobini lahko nenadne spremembe toka vodijo do vrhunskih napetosti, kar lahko povzroči iskanje.

Prehodni pojavi pri preklopu

• Iskanje ob izklopovanju: Ob izklopovanju napajanja bobine samoodvzet ENP poskuša ohranjati tok, kar vodi do visokih napetosti preko preklopnika, kar lahko povzroči arkiranje ali iskanje.

• Iskanje ob vklopovanju: Ob vklopovanju napajanja bobine vzpostavljanje toka lahko tudi povzroči trenutne visoke napetosti, kar vodi do iskanja.

Razlike med običajnimi žicami in bobinami

• Geometrijska struktura: Običajne žice so tipično ravne ali malo odklonjene, medtem ko so bobine tesno navite, kar vodi do višje samoodvzetosti in medsebojne odvzetosti v bobinah.

• Elektromagnetski učinki: Spremembe toka v bobinah povzročajo značajne spremembe magnetnega polja, medtem ko spremembe toka v običajnih žicah povzročajo minimalne spremembe magnetnega polja, kar vodi do manj opaznih elektromagnetskih učinkov.

• Shranjevanje energije: Bobine lahko shranjujejo značajne količine magnetne energije, in sprostitev te energije med nenadnimi spremembami toka lahko vodi do visokih vrhunskih napetosti, kar povzroča iskanje.

Preprečevanje iskanja

Za preprečevanje iskanja v bobinah je mogoče sprejeti več ukrepov:

• Uporaba diod z nazajtočnim tokom: Ob izklopovanju napajanja bobine dioda z nazajtočnim tokom lahko zagotovi pot za tok v bobini, absorpira samoodvzet ENP in zmanjša pojavljanje iskanja.

• Uporaba dušilnih upornikov: V nekaterih primerih je mogoče dušilni upornik povezati v seriji s bobino, da se zmanjša hitrost spremembe toka in s tem zmanjša samoodvzet ENP.

• Uporaba tehnik mekega preklopa: Z nadzorom hitrosti spremembe toka lahko tehnike mekega preklopa zmanjšajo vrhunske napetosti, s tem pa zmanjšajo iskanje.

Povzetek

Bobine, zaradi svoje unikatne geometrijske strukture in elektromagnetskih lastnosti, so bolj podvržene iskanju ob nenadnih spremembah toka v primerjavi z običajnimi žicami. To je zaradi vrhunskih napetosti, ki jih povzročajo samoodvzetost in medsebojna odvzetost v bobinah. S pravilno konstrukcijo in tehničnimi pristopi je mogoče učinkovito zmanjšati ali celo izkoreniniti pojavljanje iskanja.