Tidskonstanten för en induktor

Vi vet nu att strömmen inte kan förändras omedelbart i en induktor eftersom för att detta ska inträffa skulle strömmen behöva förändras med en ändlig mängd på nolltid vilket skulle resultera i att hastigheten på den nuvarande förändringen är oändlig, di / dt = ∞, vilket gör den inducerade emf oändliga också och oändliga spänningar existerar inte. Men om strömmen som strömmar genom en induktor förändras mycket snabbt, till exempel vid drift av en strömbrytare, kan höga spänningar induceras över induktorspolen.

Tänk på kretsen av en ren induktor till höger. Med strömbrytaren ( S1 ) öppen strömmar ingen ström genom induktorns spole. Eftersom ingen ström strömmar genom induktorn kommer förändringshastigheten för ström (di/dt) i spolen att vara noll. Om förändringshastigheten för ström är noll finns det ingen självinducerad back-emf, ( VL = 0 ) i induktorns spole.

Om vi nu stänger strömbrytaren (t = 0) strömmar en ström genom kretsen och stiger långsamt till sitt maximala värde med en hastighet som bestäms av induktorns induktans. Denna strömhastighet som flödar genom induktorn multiplicerad med induktorinduktansen i Henrys resulterar i att viss självinducerad emf med fast värde produceras över spolen enligt Faradays ekvation ovan, VL = -Ldi/dt.

Denna självinducerade emf över induktorspolen , ( VL ) kämpar mot den applicerade spänningen tills strömmen når sitt maximala värde och ett stabilt tillstånd uppnås. Strömmen som nu strömmar genom spolen bestäms endast av likströmmen eller "rent" motstånd hos spolarna som lindar eftersom reaktansvärdet på spolen har minskat till noll eftersom förändringshastigheten för ström (di/dt) är noll i stabilt tillstånd. Med andra ord, i en riktig spole finns bara spolarna DC-motstånd för att motsätta sig strömflödet genom sig själv.

På samma sätt, om strömbrytaren (S1) öppnas, kommer strömmen som strömmar genom spolen att börja falla men induktorn kommer återigen att kämpa mot denna förändring och försöka hålla strömmen flytande vid sitt tidigare värde genom att inducera en annan spänning i den andra riktningen. Fallets lutning kommer att vara negativ och relaterad till spolens induktans som visas nedan.

Ström och spänning i en induktor

För mer information, vänligen kontakta oss påsales@xfullstar.com