In den Anfängen der elektronischen Schule pflegte der Lehrer etwas darüber zu sagen, dass die Stromversorgung an einer Induktivität oder einem Kondensator nicht zu schnell unterbrochen werden sollte, und wir waren es gewohnt, den Spannungsgenerator langsam von einem Signalgenerator auf Null herunterzudrehen. Etwas über die Transienten, etwas über die gespeicherte Ladung ...
Ich bin jetzt daran interessiert, mit einem Stromrichter zu arbeiten, aber was vor vielen Jahren gesagt wurde, verweilt immer noch bei mir, aber ich kann mich nicht genau erinnern, was damals gesagt wurde.
Kann mich bitte jemand daran erinnern, was die Regel für den sicheren Umgang mit Induktivitäten und Kondensatoren in einem (Grund-) Stromkreis ist?
Induktivitäten speichern den Fluss, wenn Strom durch sie fließt. Wenn der Induktor stromlos ist, wird der Fluss wieder in Strom umgewandelt. Wenn dieser Strom versucht, durch einen sehr hohen Widerstand zu fließen, führt dies aufgrund des Ohmschen Gesetzes zu einer sehr hohen Spannung. Dies kann zu Schäden und / oder Verletzungen führen. Aus diesem Grund verwenden wir Sperrdioden in induktiven Schaltkreisen.
Kondensatoren können ihre Ladung lange Zeit speichern, auch wenn die Stromversorgung unterbrochen ist. Aus diesem Grund entladen wir Kondensatoren manuell, bevor wir Hochspannungsgeräte warten. Da das Dielektrikum auch einen Teil der Ladung aufnehmen und behalten kann, wenn der Kondensator entladen wurde, müssen wir sicherstellen, dass er mehrmals entladen wird, um sicherzustellen, dass der Kondensator leer ist.
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Sie wissen also, dass es etwas mit Transienten zu tun hat, oder? Lassen Sie uns daraus ein Gedankenexperiment machen. Nehmen wir an, Sie haben einen Induktor, der sehr lange an eine Stromquelle angeschlossen war. Angenommen, die Stromquelle liefert einen Strom von 1A. Aufgrund seiner Eigenschaften (eine Induktivität ist im eingeschwungenen Zustand kaum mehr als ein Kurzschluss) beträgt die Spannung an ihr 0 V.
Stellen Sie sich nun vor, Sie entfernen die Stromquelle und tauschen sie gegen einen 0-Ohm-Widerstand aus. Was würde passieren? Unmittelbar nach dem Entfernen der Quelle beträgt der Strom durch die Induktivität immer noch 1A und wird nun durch den 0-Ohm-Widerstand gezwungen, was zu einer V = I × R = 1A × 0Ω = 0V führt. Soweit so gut, hat sich nichts geändert.
Stellen Sie sich nun vor, Sie hätten den Widerstand gegen einen 10Ω-Teil ausgetauscht. Was würde gleich nach dem Entfernen der Stromquelle passieren? Die Induktivität wird nun ihren Strom durch einen 10 Ω-Widerstand forcieren: V = I × R = 1A × 10 Ω = 10 V.
Nun kann man sich leicht vorstellen, was passiert, wenn dieser Widerstand immer größer wird: 100 Ω ergeben 100 V, 1 kΩ in 1 kV, 1 MΩ in 1 MV und so weiter. Ein Widerstand nahe der Unendlichkeit impliziert eine (theoretische) unendliche Spannung, und dort wird die Physik wirklich interessant.
Natürlich ist nur eine begrenzte Menge an Energie in der Induktivität gespeichert, und daher wird die Hochspannung nur einen kurzen Moment nach dem Entfernen der Stromquelle nicht sehr lange anstehen.
Ein ähnliches Gedankenexperiment kann mit einem Kondensator durchgeführt werden. Ein Kondensator besteht aus etwas mehr als zwei Platten, die sich nicht berühren, daher ist ein sehr hoher Widerstand und im eingeschwungenen Zustand wird er mit einer Spannung aufgeladen und es kann kein Strom fließen. Ähnlich wie bei der Induktivität können wir wieder einen Parallelwiderstand anschließen, aber jetzt beginnen Sie mit einem sehr hohen Wert und arbeiten für einen Kurzschluss auf 0 zurück und berechnen den entsprechenden Strom genau in dem Moment, in dem die Spannungsquelle entfernt wurde.
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