Η χρονική σταθερά ενός επαγωγέα

Τώρα γνωρίζουμε ότι το ρεύμα δεν μπορεί να αλλάξει ακαριαία σε έναν επαγωγέα επειδή για να συμβεί αυτό, το ρεύμα θα πρέπει να αλλάξει από ένα πεπερασμένο ποσό σε μηδενικό χρόνο που θα είχε ως αποτέλεσμα ο ρυθμός της τρέχουσας αλλαγής να είναι άπειρος, di / dt = ∞, καθιστώντας το επαγόμενο emf άπειρο καθώς και άπειρες τάσεις δεν υπάρχουν. Ωστόσο, εάν το ρεύμα που ρέει μέσω ενός επαγωγέα αλλάζει πολύ γρήγορα, όπως με τη λειτουργία ενός διακόπτη, οι υψηλές τάσεις μπορούν να προκληθούν σε όλη τη σπείρα επαγωγέων.

Εξετάστε το κύκλωμα ενός καθαρού επαγωγέα στα δεξιά. Με το διακόπτη, (S1) ανοικτό, κανένα ρεύμα δεν ρέει μέσω της σπείρας επαγωγέων. Καθώς δεν ρέει ρεύμα μέσω του επαγωγέα, ο ρυθμός μεταβολής του ρεύματος (di/dt) στο πηνίο θα είναι μηδέν. Εάν ο ρυθμός μεταβολής του ρεύματος είναι μηδέν, δεν υπάρχει αυτο-επαγόμενο back-emf, (VL = 0) μέσα στο πηνίο του επαγωγέα.

Αν κλείσουμε τώρα το διακόπτη (t = 0), ένα ρεύμα θα ρέει μέσα από το κύκλωμα και σιγά-σιγά θα ανεβαίνει στη μέγιστη τιμή του με ρυθμό που καθορίζεται από την επαγωγή του επαγωγέα. Αυτός ο ρυθμός του ρεύματος που ρέει μέσω του επαγωγέα πολλαπλασιαζόμενος με την επαγωγή των επαγωγέων στο Henry's, έχει ως αποτέλεσμα κάποια αυτο-προκληθείσα τιμή emf να παράγεται σε όλη τη σπείρα όπως καθορίζεται από την εξίσωση του Faraday παραπάνω, VL = -Ldi / dt.

Αυτό το αυτο-προκαλούμενο emf πέρα από τη σπείρα επαγωγέων, (VL) παλεύει ενάντια στην εφαρμοσμένη τάση έως ότου φθάνει το ρεύμα τη μέγιστη αξία του και μια σταθερή κατάσταση επιτυγχάνεται. Το ρεύμα που ρέει τώρα μέσω της σπείρας καθορίζεται μόνο από την συνεχούς ρεύματος ή την «καθαρή» αντίσταση των περιελίξεων σπειρωμάτων δεδομένου ότι η τιμή αντίδρασης της σπείρας έχει μειωθεί σε μηδέν επειδή ο ρυθμός αλλαγής του ρεύματος (di/dt) είναι μηδέν σε μια σταθερή κατάσταση. Με άλλα λόγια, σε ένα πραγματικό πηνίο υπάρχει μόνο η αντίσταση DC των πηνίων για να αντιταχθεί στη ροή του ρεύματος μέσω του εαυτού του.

Ομοίως, εάν ανοίξει ο διακόπτης (S1), το ρεύμα που ρέει μέσω της σπείρας θα αρχίσει να πέφτει αλλά ο επαγωγέας θα παλεψει πάλι ενάντια σε αυτήν την αλλαγή και θα προσπαθήσει να κρατήσει το ρεύμα που ρέει στην προηγούμενη αξία του με την πρόκληση μιας άλλης τάσης προς την άλλη κατεύθυνση. Η κλίση της πτώσης θα είναι αρνητική και θα σχετίζεται με την επαγωγή του πηνίου όπως φαίνεται παρακάτω.

Ρεύμα και τάση σε επαγωγέα

Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε μαζί μας στοsales@xfullstar.com