기계 반동 전압이 무한 전압에 도달하지 못하게하는 원인은 무엇입니까?

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인덕터의 전압은 다음 공식으로 정의됩니다.

$V = L * \frac {di}{dt}$

따라서 전류 흐름이 갑자기 중단되는 경우 (기계식 접점이 열릴 때와 같이) 실제로 전압 스파이크가 발생합니다.

그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 작은 유도 성 부하에서 아크가 발생하는 것은 아닙니다. (작은 유도 성 부하로 인해 장난감 자동차 모터를 의미합니다.) 그러나 공식은 기계적 접점이 열릴 때 항이 무한대에 가까워 야하므로 항 (소형이어야 함) 작은 유도 성 부하에서)는 큰 영향을 미치지 않아야합니다. 간단히 말해, 인덕턴스와 무관하게 유도 부하를 열 때마다 스파크를 볼 수 있어야합니다. $\frac{di}{dt}$ $L$

전압이 무한대에 도달하지 못하게하는 실제 요인은 무엇입니까? 전류 흐름이 실제로 느리게 감소합니까, 아니면 이러한 "불연속성"에 대해 공식이 불충분합니까?

— CK
소스

5

실용적인 코일은 제로가 아닙니다.

— filo

2

@filo 전류가 흐르지 않으면 저항이 왜 중요한가요?

— CK

2

접점이 열리는 순간에 전류가 흐르지 않으면 왜 접점에 스파크가 발생합니까?

— 광자

2

그러나 실제 대답은 랩톱의 대답에 있습니다.

— 광자

5

무한대는 실제로 0이 아닌 것으로 가정 할 때 발생합니다.

— J ...

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실제 인덕터는 다음과 같이 보입니다 (아래에 코일 4 개가있는 인덕터 임). 각 코일 사이에 작은 용량 (일반적으로 pF-fF 범위)이 있습니다. 각 전선에는 저항과 관련이 있습니다.

인덕터의 각 코일에는 저항 (또는 하나의 코일을 고려할 경우 각 와이어 섹션)이 있으므로 전류를 방해하고 전압을 줄입니다. 적은 양의 커패시턴스도 일부 전압을 저장하고 순간적인 전압 변화를 방지합니다.

이들 모두는 인덕터 주위에 저장된 전자 기동력 (EMF)이 무한 전압을 생성하지 못하게하는 에너지를 흡수합니다. 인덕터는 실제로 아래 왼쪽과 같은 회로로 단순화 할 수 있습니다.

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

초전도 코일은 훨씬 더 대규모의 전압을 생성 할 수있을 것입니다 때문에 기생으로 인해 훨씬 낮은 손실을.

— 전압 스파이크
소스

3

"전자 방해"를 "전류 방해"로 변경하는 것이 좋습니다. 지난 몇 주 동안 전자에 관한 혼란스러운 질문이있었습니다.

— Transistor

2

네, 그것은 현재 에너지를 운반하는 전자가 아니라 전기장입니다.

— 전압 스파이크

1

커패시턴스를 공진 시키면 큰 전압도 허용됩니다. 그런 다음 테슬라 코일입니다

— Henry Crun

1

EMF가 저장되지 않은 것을 제외하고는 모든 것이 정확합니다. EMF는 볼트이며 Amperes에서 정의한 자기 에너지 IIL / 2입니다.

— Gregory Kornblum

@GregoryKornblum 귀하의 권리는 "인덕터 내부"가 아닌 "인덕터 주변"을 읽어야합니다. 코일 주위에 저장된 전압을 EMF라고하는 것이 일반적입니다. Webers / second = 볼트

— 전압 스파이크

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모든 에너지 저장 시스템 (인덕터)의 크기는 0이 아닙니다.

크기가 0이 아닌 것은 모두 0이 아닌 전기장 또는 커패시턴스를 갖습니다. 디바이스 접합은 일반적으로 기생 커패시턴스의 큰 소스입니다. 플라이 백 시스템은 다이오드를 사용하여 에너지를 부하 커패시터로 전송합니다.

피크 전압 소극에서, 모든 유도 에너지 (1)는 열 (2)이 EM 필드 (3)가 의도적 및 기생 용량의 전기장에 저장됨에 따라 방사됨에 따라 소산되었다.

— 아날로그 시스템
소스

5

직렬 저항은 열 때 "스위치"의 직렬 커패시턴스로 인해 "킥백"전압과 큰 관련이 있습니다. 이것은 임피던스 비율에 따른 전압 이득 특성을 갖는 고전적인 시리즈 RLC 공진 회로를 형성합니다.

공진 주파수에서의 $Q=\dfrac{|X_C|}{R} = \dfrac{|X_L|}{R}=\dfrac{\omega _0 L}{R}$ $\omega _0= \dfrac{1}{\sqrt{LC}}$

기계 반동 전압 피크 상황의 경우 $|V_p| = Q * V_{dc}$

t가 0, V / L = dI / dt 로 갈 때 접점 스위치로 회로의 전원을 차단하면 V는이 기생 커패시턴스로 인해 무한대로되지 않습니다.

예

개략도

^{이 회로를 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

예를 들어 직렬 회로를 고려하십시오. Vdc = 1V, L = 1uH, R = 1 Ohms, Idc = 1A를 고려하십시오 . Csw = 1pF 인 경우 방금 열었을 때 스위치 전압 반동은 무엇입니까 ?

1V, 100V, 1kV, 1e6V 또는 무한?

이제 RdsOn << 1 % R = 1 인 1nF 출력 커패시턴스를 갖는 FET 스위치에 대해서도 동일하게 고려하십시오. DV 란 무엇입니까?

ps 만약 당신이 무언가를 배운다면, 당신의 대답을 주석하십시오.

직관적 인 답변은 스위치가 도체에서 전압의 슬 루율을 제한하는 작은 스트레이 커패시터로 이동하고 인덕터가 전류의 슬 루율을 제한하고 공진 주파수에서 전압 게인, ω0의 Q가 반비례한다는 것입니다 R에 비례하므로 더 큰 시리즈 R은 전압을 감쇠시킵니다.

$V_p= I_{dc} \sqrt{\dfrac{L}{C}}$ = 1A * √ (1uH / 1pF) = 1kV

기타

$Zo= \sqrt{\dfrac{L}{C}}$

$V_p = I_{dc}*Z_0$ $I_{dc}$

— 토니 스튜어트 Sunnyskyguy EE75
소스

3

100 uH와 1 amp가 흐르는 간단한 예를 생각해보십시오. 인덕터와 직렬로 연결된 접점이 열리면 인덕터에 5pF의 기생 커패시턴스가 남을 수 있으며 1A는 높은 킥백 전압을 생성하지만 얼마입니까?

나는 = 씨 \frac{디 V}{디 티}

$I = C\dfrac{dV}{dt}$

따라서 5pF 커패시터의 전압은 잠재적으로 (펑 의도하지 않은) 200kV / 마이크로 초의 속도로 상승 할 수 있습니다. 시작 전압이 잠재적으로 무시할 만하다는 점을 감안할 때 몇 마이크로 초 내에 꽤 큰 전압이 발생할 수 있습니다. 그러나 이것은 인덕터에 저장된 에너지 부족으로 완화됩니다.

여 = \frac{엘 \cdot {나는}^{2}}{2}

$W = \dfrac{L\cdot I^2}{2}$

또는 5 마이크로 줄. 이 모든 에너지는 주기적으로 커패시터로 전달되며 커패시터 에너지 공식을 5uJ로 동일시하여 최대 전압을 제공 할 수 있습니다.

여 = \frac{씨 \cdot V^{2}}{2}

$W = \dfrac{C\cdot V^2}{2}$

이로 인해 1414V의 피크 커패시터 전압이 생성됩니다.

— 앤디 일명
소스

대답 앤디 감사합니다, 나는 이것에 "에너지 절약"대답이 있다고 확신했습니다.

— CK

No probs dude ..

— Andy 일명

@ ÇetinKöktürk 저는 L과 C에 저장된 "에너지"가 이것에 대해 생각하는 가장 좋은 방법이라는 데 동의합니다. 그것은 근본적으로 올바른 이해로 직접 연결됩니다. ( "회로 분석"관점은 간접적이며 실제 문제 : 에너지 저장 및 이동을 다소 혼동하는 반면)

— Henry Crun

앤디 스위치에 대한 재미있는 점은 스위치가 계속 열리면서 가변 접점 간격입니다. 이것은 커패시턴스를 감소시키고 전압을 더욱 높이게하여 아마도 다시 한번 아크에 부딪칩니다. 스위치는 에너지를 일부 배선에 저장 한 다음 스위치 접점 가변 용량으로 공진 할 수있는 악한 쓰레기 발생기입니다.

— analogsystemsrf