1.6.7 Induktivitások viselkedése áramkörben

iDevice ikon

Állandósult állapotban

Az áramkörben egy nagyságú állandó áram folyik, a tekercs kapcsain a feszültség 0. A valóságban a tekercs kapcsain egy minimális feszültség mérhető, amekkora a huzal ellenállásán esik (52 ábra).

 

52. ábra

 

Bekapcsoláskor

A bekapcsolás pillanatában az áram hirtelen növekedni kezd: önindukciós feszültség létesül, amely szembekapcsolódik a generátor feszültségével. Az áramkörben folyó áram tehát . A bekapcsolás pillanatában I = 0. Ebből következik, hogy a bekapcsolás pillanatában Ui = UG. (53. ábra)

53. ábra

Az áram egyre növekszik: hiszen előbb-utóbb eléri az állandósult értéket. Az áram növekedése azonban csak úgy lehetséges, ha az indukált feszültség csökken. Az Ui pedig csak akkor csökken, ha az áram növekedése egyre lassúbb. Az önindukciós hatás miatt tehát az áram csak egyre kisebb változási sebességgel képes elérni végleges értékét.
A körben folyó áramot és a tekercsen eső feszültséget az idő függvényében ábrázolva látjuk a 54. ábrán.

 

 
54. ábra 

 

Az áram és a tekercs feszültségének változására most is a kondenzátorokhoz hasonlóan egy időállandót () vezetünk be. Jelentése ugyanaz, mint a kondenzátorok esetén, azaz az az időtartam míg a teljes változás 63%-a lejátszódik.

(link visszautalás a kondenzátorok jelentésére (töltéskor))


Kikapcsoláskor
 

A kapcsoló átbillenésének pillanatában a tekercsben folyó áram csökkenni kezd: a fellépő indukált feszültség mintegy „helyettesíti" a kikapcsolt generátort, és továbbra is áramot tart fenn az áramkörben. Az áramerősség a kezdeti pillanatban I0 értékű. Az önindukciós feszültség tehát a kezdeti pillanatban Ui = I0∙R' nagyságú (a huroktörvény szerint). 

Természetesen: az áram nullára csökken. Csökkenése egyre lassúbb. Hiszen az áram csak akkor csökkenhet, ha kisebb az indukált feszültség. Ez pedig csak akkor kisebb, ha kisebb az áram változási sebessége. Az áram és az indukált feszültség függvényét a kikapcsolás után az 55. ábrán látjuk.

55. ábra

 

A kikapcsolás pillanatában fellépő önindukciós feszültség nagysága a megszakított áramtól és a körben levő ellenállástól függ. Ha ez az ellenállás nagy értékű, igen nagy indukált feszültség keletkezik kikapcsoláskor. (Elvileg:

A kikapcsolási jelenség lejátszódásának az időbeli viszonyaira most is a -t használjuk. 


iDevice ikon Kiegészítő anyag

Vizsgáljuk meg az energiaviszonyokat



iDevice ikon Mintafeladat