Die Zeitkonstante eines Induktors

Wir wissen jetzt, dass sich der Strom in einer Induktivität nicht sofort ändern kann, weil sich der Strom, damit dies geschieht, um eine endliche Menge in Nullzeit ändern müsste, was dazu führen würde, dass die Rate der Aktuellenveränderung unendlich ist, di/dt = ∞, wodurch die induzierte emf auch unendlich ist und unendliche Spannungen nicht existieren. Wenn sich jedoch der Strom, der durch eine Induktivität fließt, sehr schnell ändert, z. B. beim Betrieb eines Schalters, können hohe Spannungen über die Spule der Induktivitäten induziert werden.

Betrachten Sie den Schaltkreis einer reinen Induktivität auf der rechten Seite. Wenn der Schalter ( S1 ) geöffnet ist, fließt kein Strom durch die Induktivitätsspule. Da kein Strom durch die Induktivität fließt, ist die Änderungsrate (di/dt) in der Spule Null. Wenn die Änderungsrate des Stroms Null ist, gibt es keine selbstinduzierte Back-emf, ( VL = 0 ) innerhalb der Induktivitätsspule.

Wenn wir nun den Schalter schließen (t = 0), fließt ein Strom durch den Schaltkreis und steigt langsam auf seinen Maximalwert mit einer Rate, die durch die Induktivität der Induktivität bestimmt wird. Diese Durchdiese durch die Induktivität fließende Stromrate, multipliziert mit der Induktivität in Henrys, führt dazu, dass ein selbstinduzierter Fixwert-Emf über die Spule erzeugt wird, wie durch die obige Faraday-Gleichung, VL = -Ldi/dt, bestimmt wird.

Diese selbstinduzierte Emf über die Spule der Induktivitäten ( VL ) bekämpft die angelegte Spannung, bis der Strom seinen maximalen Wert erreicht und ein stabiler Zustand erreicht ist. Der Strom, der jetzt durch die Spule fließt, wird nur durch den Gleichstrom oder den "reinen" Widerstand der Spulenwicklungen bestimmt, da der Reaktionswert der Spule auf Null gesunken ist, da die Änderungsrate (di/dt) in einem stabilen Zustand Null ist. Mit anderen Worten, in einer echten Spule existiert nur der Spulen-DC-Widerstand, um dem Stromfluss durch sich selbst entgegenzustehen.

Ebenso, wenn Schalter (S1) geöffnet wird, beginnt der Strom, der durch die Spule fließt, zu fallen, aber die Induktivität wird erneut gegen diese Änderung kämpfen und versuchen, den Strom auf seinem vorherigen Wert fließen zu lassen, indem er eine andere Spannung in die andere Richtung induziert. Die Neigung des Sturzes wird negativ sein und mit der Induktivität der Spule zusammenhängen, wie unten gezeigt.

Strom und Spannung in einer Induktor

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