유도 성 기계 반동이 V = IR이 아닌 이유는 무엇입니까?
이 1 , 2 , 3 과 같은 질문을 알고 있지만 그들 중 어느 것도 내 특정 질문에 대답하지 않는다고 말하면서 서문을 시작 하겠습니다.
이 모든 질문은 인덕터의 반동이 다음과 같이 주어질 수 있음을 나타냅니다.
\$V=L\frac{dI}{dt}\$
그러나 나는 다른 소식통 이 "인덕터가 스위칭 전과 동일하게 전류를 흐르게하려고한다"는 말을하는 것을 보았다 . 위 출처의 정확한 인용문은 다음과 같습니다.
이 구성 요소는 이제 작동으로 도약하고 현재 상태를 유지하기 위해 모든 것을 수행합니다 (현재 흐름을 그대로 유지).
나에게 전류가 그대로 흐르도록 유지한다는 것은 전류가 같다는 것을 의미합니다. 에서와 같이 인덕터를 통과하는 정상 상태 (즉, 여러 시간 상수 후) 전류가 1A이면 인덕터는 전류를 1A로 유지하기 위해 최선을 다할 것입니다 (적어도 스위치가 전환 된 직후). 따라서 인덕터는 순간 전류 소스로 작동합니다. 인덕터와 병렬로 연결된 저항 부하가있는 경우 그에 대한 전압은 \$V=IR\$여기서 \$I=1\text{ A}\$. 이 전압은 전류가 잠시 동안 1A에 불과하기 때문에 떨어지기 시작합니다.
이해를 돕기 위해 아래에 회로를 그렸습니다. 이 경우 전류 소스를 끈 후 인덕터 / 저항기의 전압은 \$V = IR = 100 \text{ V}\$.
이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 생성 된 회로도
그러나 내가 아는 한, \$L\frac{dI}{dt} \neq IR\$. 모두가 \$V=L\frac{dI}{dt}\$, 나는 그것이 옳다고 생각하는 경향이 있지만 왜 \$V=IR\$이 기회에 잘못되었습니다. 확실히 병렬 저항이 작동해야합니다. 그렇지 않으면 플라이 백 다이오드가 아무 작업도 수행하지 않습니다 (낮은 저항으로 간주되어 낮은 반동으로 간주 됨).
답변
나에게 전류가 그대로 흐르도록 유지한다는 것은 전류가 같다는 것을 의미합니다.
인덕터는 전류를 일정하게 유지하기 위해 "시도"하거나 전류를 일정하게 유지하기 위해 "모든 것을 전력으로 수행"합니다. 그것은 실제로 전류를 일정하게 유지한다는 것을 의미하지 않습니다.
마찬가지로 저항은 전류의 흐름을 "저항"합니다. 그렇다고 저항기를 통과하는 전류가 항상 0이라는 의미는 아닙니다.
따라서 인덕터는 순간 전류 소스로 작동합니다.
옳은. SPICE가 과도 분석이라고 부르는 것을 구현하면 각 시간 단계에서 인덕터가 저항과 병렬로 전류 소스 (전류를 일정하게 유지하려는 경향을 나타냄)로 취급된다는 것을 알 수 있습니다 (인덕터의 경우 가능성을 나타냄) 단락되지 않았으며, 다음 시간 단계 전에 전류가 무한히 변합니다.)
모두가 \$V=L\frac{dI}{dt}\$, 나는 그것이 옳다고 생각하는 경향이 있지만 왜 \$V=IR\$ 이 기회에 잘못되었습니다.
이상적인 인덕터에는 매개 변수가 없습니다. " \$R\$"그래서 당신이 방정식을 쓸 수있는 방법은 없습니다 \$V=IR\$ 이상적인 인덕터를 설명합니다.
\$V=IR\$ 이상적인 저항의 동작을 설명하는 방정식입니다.
\$V=L\frac{dI}{dt}\$ 이상적인 인덕터의 동작을 설명하는 방정식입니다.
특정 회로에서 \$V=IR\$인덕터와 병렬로 연결된 저항에서 일어나는 일을 잘 설명 할 수 있습니다. 그러나 인덕터는 저항하지 않기 때문에, 인덕터 자체에 무슨 일이 일어나고, 심지어 매개 변수가없는 것을 설명 할 수없는 \$R\$ 전압 또는 전류를 결정합니다.
아래에 회로를 그렸습니다. 이 경우 전류 소스를 끈 후 인덕터 / 저항기의 전압은 V = IR = 100V가 될 것으로 예상합니다.
이것은 올바르지 않습니다. 만약 \$V\$저항과 인덕터가 연결된 단자의 전압이지만 접지로 지정된 전압이 아닌 경우 전류가 인덕터를 통해 위에서 아래로 계속 흐르려면 저항 전류가 아래에서 위로 흐르고 있어야합니다. 따라서 전압은 + 100V가 아니라 -100V 여야합니다.
좋은 것입니다. 왜냐하면 + 100V이면 인덕터 전류가 감소하는 것이 아니라 증가하고 전체 회로가 에너지 보존을 위반할 것입니다 (저항과 인덕터가 모두 전력을 흡수하지만 아무것도 흡수하지 않기 때문입니다). 전원 제공).
인덕터 양단에 부품이 없으면 트랜지스터 스위치가 꺼지면 인덕터 양단 전압이 V = Ldi / dt로 상승합니다.
인덕터 양단에 저항이있는 상태에서 트랜지스터 스위치가 꺼지면 인덕터 (및 저항) 양단의 전압이 V = iR로 상승합니다.
저항은 일반적으로 저항없이 iR이 Ldi / dt보다 작도록 크기가 조정됩니다. 즉, 역기전력 전압을 제한하기 위해 저항기가 제자리에 배치 될 것입니다. 따라서 일반적으로 iR은 병렬 저항이없는 경우 Ldi / dt와 같지 않습니다.
저항은 구동 트랜지스터의 VCE (max) 미만이되도록 역기전력을 제한하는 데 사용됩니다.
저항기 기술이 인덕터 전류의 감쇠를 가속화하기 때문에 일반적인 병렬 다이오드 접근 방식보다 저항기가 사용됩니다.
di / dt = V / L이므로 전류 변화율, di / dt는 인덕터 양단의 전압에 비례합니다.
내가 볼 수있는 한 당신은 모든 것에 대해 옳습니다. 인덕터와 병렬로 100 Ohms가 있고 인덕터를 통해 1A가 흐르는 경우 전류를 공급하는 스위치를 열면 저항과 인덕터를 통해 100V가됩니다 (짧게). 인덕터 전류는 저항과 인덕터를 통해 반복됩니다. 이 루프에서 순환하는 전류는 R / L의 시간 상수로 기하 급수적으로 감소합니다. 전류가 감소하면 전압도 감소합니다.
인덕터와 병렬로 연결된 것이 없으면 스위치를 열 때 매우 높은 전압이 발생할 수 있습니다. 스위치에 아크가 형성 될 수도 있습니다.
귀납적 인 것을 전환 할 때마다 전류가 갈 곳을 제공하고 싶습니다. 이를 위해 종종 프리휠 다이오드가 사용됩니다 (검색 할 수 있음).
흐르는 물의 기계적 아날로그를 고려하십시오. 당신이 큰 경우 대량 큰 동등 물을, 현재 ,하지만 저속으로, 당신은 그것의 방식으로 장애물을 넣어 (예를 들어, 가파른 경사 또는 오픈 스위치), 물이 훨씬 더 높은 수준으로 상승 할 것이다, 전압 증가와 동일합니다.
이 갑작스러운 시간 변화는 \$V=L\frac{dI}{dt}\$, 여기서 dI 는 "간격" dT의 전류 변화입니다 . 물론 시간 세분화는 미적분학에서 극소수이므로이 현상을 더 잘 이해하는 데 필요합니다.
갑작스러운 선반 작업은 해수면 위 의 쓰나미가 500 미터에이를 수 있으며 , 6VDC에서 실행되는 초인종의 유도 성 "킥"은 수백 볼트의 서지 전압을 생성 할 수 있습니다. 초인종 또는 부저의 접점에 ~ 70V가 필요한 네온 램프 (예 : NE-2 )를 초인종 또는 부저의 접점에 놓으면 몇 볼트 DC의 입력으로 만 켜질 수 있습니다.
인덕터의 작동 방식과 정류 다이오드 사용을 자세히 조사하려면 Lekule 블로그 에서 멋진 실습을 참조하십시오 !