W naprawdę wczesnych latach szkoły elektronicznej nauczyciel zwykł mówić coś o tym, żeby zbyt szybko nie odłączać zasilania od cewki indukcyjnej lub kondensatora, i przyzwyczailiśmy się powoli zmniejszać generator napięcia z generatora sygnału do zera. Coś o stanach nieustalonych, coś o przechowywanym ładunku ...
Teraz jestem zainteresowany pracą z konwerterem mocy, ale to, co zostało powiedziane wiele lat temu, wciąż pozostaje ze mną, ale nie pamiętam dokładnie, co zostało powiedziane w tym czasie.
Czy ktoś może mi przypomnieć, jaka jest zasada bezpiecznego obchodzenia się z cewkami i kondensatorami w (podstawowym) obwodzie?
Cewki indukcyjne przechowują strumień, gdy przepływa przez nie prąd. Gdy cewka jest pozbawiona napięcia, strumień zamienia się z powrotem w prąd. Kiedy ten prąd próbuje przejść przez bardzo wysoką rezystancję, powoduje to bardzo wysokie napięcie, ponieważ Prawo Ohma. Może to spowodować uszkodzenie i / lub obrażenia. Dlatego używamy diod flyback w obwodach indukcyjnych.
Kondensatory mogą przechowywać ładunek przez długi czas, nawet po odłączeniu zasilania. Dlatego rozładowujemy kondensatory ręcznie przed serwisowaniem urządzeń wysokiego napięcia. Ponieważ dielektryk może również absorbować część ładunku i zatrzymywać go po rozładowaniu kondensatora, musimy go kilkakrotnie rozładować, aby mieć pewność, że kondensator jest pusty.
źródło
Więc wiesz, że to ma coś wspólnego z przejściowymi, prawda? Zróbmy z tego eksperyment myślowy. Powiedz, że masz cewkę indukcyjną, która była podłączona do źródła zasilania przez bardzo długi czas. Powiedz, że źródło zasilania dostarcza prąd 1A. Następnie, ze względu na swoje właściwości (cewka indukcyjna to niewiele więcej niż zwarcie, jeśli chodzi o stan ustalony), napięcie na niej wyniesie 0 V.
Teraz wyobraź sobie, że usuwasz źródło zasilania i zamieniasz je na rezystor 0 omów. Co by się stało? Zaraz po usunięciu źródła prąd przez cewkę nadal wynosi 1A i jest teraz przepychany przez rezystor 0 omów, co daje V = I × R = 1A × 0Ω = 0 V. Jak dotąd tak dobrze, nic się nie zmieniło.
Teraz wyobraź sobie, że zmieniłeś rezystor na część 10Ω, co stałoby się zaraz po usunięciu źródła zasilania? Cewka indukuje teraz swój prąd przez rezystor 10 Ω: V = I × R = 1 A × 10 Ω = 10 V.
Teraz łatwo sobie wyobrazić, co się stanie, gdy rezystor będzie się powiększał: 100 Ω daje 100 V, 1 kΩ w 1 kV, 1 MΩ w 1 MV i tak dalej. Rezystancja zbliżająca się do nieskończoności implikuje (teoretyczne) nieskończone napięcie i właśnie tam fizyka naprawdę staje się interesująca.
Oczywiście w cewce jest tylko skończona ilość energii, dlatego wysokie napięcie nie będzie istnieć przez bardzo długi czas, tylko przez chwilę po usunięciu źródła zasilania.
Podobny eksperyment myślowy można przeprowadzić z kondensatorem. Kondensator to niewiele więcej niż dwie płytki, które się nie dotykają, więc bardzo wysoka rezystancja i w stanie ustalonym jest ładowana napięciem i nie może płynąć prąd. Podobnie jak w przypadku cewki indukcyjnej możemy ponownie podłączyć rezystor równoległy, ale teraz zaczynasz od bardzo wysokiej wartości i wracasz do 0 w przypadku zwarcia i obliczasz odpowiedni prąd w momencie po usunięciu źródła napięcia.
źródło