अनंत वोल्टेज तक पहुंचने से किकबैक वोल्टेज क्या रहता है?

Question

हम जानते हैं कि एक प्रारंभ करनेवाला पर वोल्टेज सूत्र द्वारा परिभाषित किया गया है:

$V = L * \frac {di}{dt}$

तो उस स्थिति में जहां वर्तमान प्रवाह अचानक बाधित हो जाता है (जैसे कि एक यांत्रिक संपर्क खोला जाता है), वोल्टेज स्पाइक्स वास्तविक जीवन में होते हैं।

हालाँकि, यह हमेशा ऐसा नहीं होता है: हम देखते हैं कि आर्क्स छोटे आगमनात्मक भार में नहीं होते हैं। (छोटे आगमनात्मक भार से मेरा मतलब है कि एक खिलौना कार मोटर, उदाहरण के लिए।) हालांकि, सूत्र का कहना है कि यांत्रिक संपर्क खुलने पर शब्द को अनंतता से संपर्क करना चाहिए, इसलिए शब्द (जो छोटा होना चाहिए) छोटे आगमनात्मक भार में) का महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं होना चाहिए। बस, हमें किसी भी इंडक्टिव लोड को खोलते समय स्पार्क देखने में सक्षम होना चाहिए - इंडक्शन से स्वतंत्र।$\frac{di}{dt}$$L$

वे कौन से व्यावहारिक कारक हैं जो वोल्टेज को अनंत तक पहुंचने से रोकते हैं? क्या वर्तमान प्रवाह वास्तव में धीमी गति से घटता है, या ऐसा "असंतोष" के लिए सूत्र शायद अपर्याप्त है?

Comments

एक व्यावहारिक कॉइल में गैर-शून्य प्रतिरोध है।

— फिल्मो

@ एफिलो वर्तमान प्रवाह नहीं होने पर प्रतिरोध क्यों करेगा?

— CK

यदि संपर्क खुलने के समय कोई प्रवाह नहीं है, तो आप संपर्कों में स्पार्क की उम्मीद क्यों करेंगे?

— फोटॉन

लेकिन असली जवाब लैपटॉप के जवाब में है --- इंटरविंडिंग कैपेसिटेंस वोल्टेज को सीमित करता है।

— फोटॉन

इन्फिनिटी तब होती है जब आप मानते हैं कि कुछ शून्य है जो वास्तविकता में है, नहीं।

— जे ...

Answer 1

एक वास्तविक प्रारंभकर्ता ऐसा दिखता है (नीचे दिखाया गया है कि 4 कॉइल के साथ एक प्रारंभ करनेवाला है) प्रत्येक कॉइल के बीच समाई की थोड़ी मात्रा (आमतौर पर पीएफ-एफएफ रेंज में) होती है। तार के प्रत्येक टुकड़े में इसके साथ कुछ प्रतिरोध सहयोगी भी होते हैं।

क्योंकि प्रारंभ में प्रत्येक कुंडल में प्रतिरोध होता है (या तार के प्रत्येक खंड को यदि आप एक कुंडल मानते हैं) तो यह करंट को बाधित करता है और वोल्टेज को कम करता है। समाई की थोड़ी मात्रा भी कुछ वोल्टेज को स्टोर करेगी और वोल्टेज में तात्कालिक परिवर्तन को रोक सकती है।

ये सभी ऊर्जा को सोख लेते हैं जो इलेक्ट्रो मोटिव फोर्स (ईएमएफ) को रोकता है जो एक प्रारंभ करनेवाला के चारों ओर एक अनंत वोल्टेज उत्पन्न करने से संग्रहीत होता है। एक प्रारंभ करनेवाला को वास्तव में एक सर्किट में सरल किया जा सकता है जैसे नीचे बाईं ओर।

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

एक अतिचालक तार और अधिक बड़े पैमाने पर वोल्टेज उत्पन्न करने में सक्षम हो जाएगा parasitics के कारण क्योंकि बहुत कम नुकसान की।

Comments

मेरा सुझाव है कि आप "इलेक्ट्रॉनों को बाधित करता है" को "वर्तमान को बाधित करता है" बदल दें। पिछले कुछ हफ्तों में इलेक्ट्रॉनों के बारे में उलझन भरे सवालों की बौछार हुई है।

— ट्रांजिस्टर

हाँ, यह इलेक्ट्रॉनों नहीं है जो विद्युत प्रवाह को चालू कर रहे हैं, यह विद्युत क्षेत्र है।

— वोल्टेज स्पाइक

समाई को दूर करना भी बड़े पैमाने पर वोल्टेज की अनुमति देता है। फिर यह टेस्ला का तार है

— हेनरी क्रून

सब कुछ सही है, सिवाय EMF के मासूमों को संग्रहीत नहीं किया जाता है। EMF वोल्ट है, जो संग्रहीत किया जाता है वह चुंबकीय ऊर्जा है, IIL / 2, एम्पीयर द्वारा परिभाषित है।

— ग्रेगरी कोर्नब्लम

@GregoryKornblum आपका अधिकार, कि "प्रारंभकर्ता के आस-पास" होना चाहिए "प्रारंभकर्ता में" नहीं। कॉइल के आसपास संग्रहीत वोल्टेज को ईएमएफ के रूप में संदर्भित करना आम है। वेबर्स / सेकंड = वोल्ट्स

— वोल्टेज स्पिक

Answer 2

किसी भी ऊर्जा भंडारण प्रणाली (एक प्रारंभ करनेवाला) में गैर-शून्य आकार होता है।

गैर-शून्य आकार की किसी भी चीज़ में गैर-शून्य विद्युत क्षेत्र या समाई होती है। डिवाइस जंक्शन आमतौर पर परजीवी समाई का एक बड़ा स्रोत हैं। फ्लाईबैक सिस्टम एक लोड संधारित्र में ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए एक डायोड का उपयोग करता है।

चरम वोल्टेज भ्रमण पर, सभी आगमनात्मक ऊर्जा (1) को गर्मी के रूप में विघटित किया गया है (2) को EM क्षेत्र (3) के रूप में विकीर्ण किया गया है और इसे इरादतन और परजीवी समाई के विद्युत-क्षेत्र में संग्रहीत किया गया है।

Answer 3

जब खोला जाता है तो "स्विच" की श्रृंखला समाई के कारण "किकबैक" वोल्टेज के साथ श्रृंखला प्रतिरोध बहुत मायने रखता है। यह एक क्लासिक श्रृंखला RLC प्रतिध्वनि सर्किट बनाता है जिसमें प्रतिबाधा अनुपात द्वारा वोल्टेज लाभ के गुण होते हैं

$Q=\dfrac{|X_C|}{R} = \dfrac{|X_L|}{R}=\dfrac{\omega _0 L}{R}$ पर गुंजयमान आवृत्ति $\omega _0= \dfrac{1}{\sqrt{LC}}$

वोल्टेज चोटी की स्थिति के लिए, यह साबित किया जा सकता है कि गुणवत्ता कारक, क्यू (ऊपर) और कुछ प्रतिध्वनि आवृत्ति पर लूप की आपूर्ति वोल्टेज ।$|V_p| = Q * V_{dc}$

जब एक संपर्क स्विच के साथ सर्किट को डी-एनर्जेटिंग के रूप में टी 0, वी / एल = डीआई / डीटी पर जाता है, तो वी इस परजीवी समाई के कारण अनंत तक नहीं जाता है।

उदाहरण

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

उदाहरण के लिए एक श्रृंखला सर्किट पर विचार करें, Vdc = 1V, L = 1uH, R = 1 ओम, Idc = 1A । स्विच वोल्टेज किकबैक क्या है, जब बस खोली जाती है, अगर Csw = 1pF ?

1V, 100V, 1kV, 1e6 V या अनंत?

अब RdsOn << 1% R = 1 के साथ 1nF आउटपुट कैपेसिटी के साथ FET स्विच के लिए समान पर विचार करें। DV क्या है?

ps यदि आपने कुछ सीखा है, तो अपना उत्तर दें।

सहज जवाब यह है कि स्विच एक कंडक्टर से एक छोटे आवारा संधारित्र तक जाता है जो वोल्टेज की स्लीव दर को सीमित करता है और जैसा कि प्रारंभ करनेवाला वर्तमान के स्लीव दर को सीमित करता है और उनके गुंजयमान आवृत्ति पर वोल्टेज लाभ, Q पर ω0 पर विपरीत होता है। R के समानुपाती, इसलिए बड़ी श्रृंखला R वोल्टेज को नम करता है।

उत्तर = 1A * H (1uH / 1pF) = 1kV$V_p= I_{dc} \sqrt{\dfrac{L}{C}}$

विविध

यह एक ट्रांसमिशन लाइन "विशेषता प्रतिबाधा" तरह खुले सर्किट प्रतिबाधा साबित हो सकता है$Zo= \sqrt{\dfrac{L}{C}}$

हम देखते हैं कि वोल्टेज कमबैक ओम के नियम जैसा दिखता है। शिखर वोल्टेज वीपी, एक आगमनात्मक विद्युत प्रवाह को बाधित करने से उत्पन्न, ।$V_p = I_{dc}*Z_0$$I_{dc}$

Answer 4

बस 100 यूएच और 1 amp बहने का एक सरल उदाहरण पर विचार करें। जब प्रारंभ करनेवाला के साथ श्रृंखला में संपर्क खुलता है, तो प्रारंभ करनेवाला के पार परजीवी धारिता के 5 pF हो सकते हैं और 1 amp एक उच्च किक-बैक वोल्टेज बनाएगा लेकिन कितना?

$$I = C\dfrac{dV}{dt}$$

तो संभावित रूप से (कोई भी इरादा नहीं) 5 पीएफ संधारित्र के पार वोल्टेज 200 केवी / माइक्रोसेकंड की दर से बढ़ सकता है। यह देखते हुए कि इसकी शुरुआती वोल्टेज तुलनात्मक रूप से नगण्य है, कुछ माइक्रो सेकंड के भीतर एक बहुत बड़ा वोल्टेज विकसित हो सकता है। हालांकि यह प्रारंभ करनेवाला में संग्रहीत ऊर्जा की कमी से कम होता है: -

$$W = \dfrac{L\cdot I^2}{2}$$

या 5 माइक्रो जूल। यह सभी ऊर्जा संधारित्र में चक्रीय रूप से स्थानांतरित हो जाएगी और हम अधिकतम वोल्टेज देने के लिए संधारित्र ऊर्जा सूत्र को 5 यूजे के बराबर कर सकते हैं: -

$$W = \dfrac{C\cdot V^2}{2}$$

यह 1414 वोल्ट के एक पीक कैपेसिटर वोल्टेज का उत्पादन करता है।

Comments

उत्तर के लिए धन्यवाद एंडी, मुझे यकीन था कि इस के लिए "ऊर्जा का संरक्षण" उत्तर था।

— सीके

नो प्रोब्स डूड ..

— एंडी उर्फ

@ AgreeetinKöktürk मैं इस बात से सहमत होता हूँ कि "ऊर्जा" L के और C में संग्रहीत है, इस बारे में सोचने का सबसे अच्छा तरीका है। यह एक मूलभूत रूप से सही समझ की ओर जाता है। (जबकि एक "सर्किट विश्लेषण" परिप्रेक्ष्य अप्रत्यक्ष और कुछ हद तक वास्तविक मुद्दे को भ्रमित करता है: ऊर्जा भंडारण और आंदोलन)

— हेनरी क्रून

@ एंडी स्विच के बारे में मजेदार बात यह है कि स्विच के रूप में परिवर्तनीय संपर्क रिक्ति है जो आगे भी जारी रहता है; यह समाई को कम करता है और वोल्टेज को और अधिक बढ़ा देता है, शायद एक बार फिर से एक चाप को टकराता है; स्विच दुष्ट कचरा जनरेटर हैं जब ऊर्जा को कुछ तारों में संग्रहीत किया जा सकता है और फिर स्विच-संपर्क चर-समाई के साथ प्रतिध्वनित किया जा सकता है।

— analogsystemsrf