Energía de la descomposición de un inductor

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Esta publicación está inspirada en una lección en el sitio web de educación de allaboutcircuits. En el capítulo 15 de Corriente directa hay un encabezado "Inductores y cálculo" - En la parte inferior del tema hay un circuito que muestra una bombilla de neón en paralelo con un inductor y la oración

  

"Si la corriente a través de un inductor es forzada a cambiar muy rápidamente, muy   Se producirán altos voltajes ".

Bueno, estoy pensando, ¿por qué no cambiar la bombilla por un condensador y capturar la energía? La fórmula para la energía de un capacitor es .5CV ^ 2. Por lo tanto, cuanto más alto es el voltaje, más energía y la fórmula para el voltaje en un inductor es V = L * di / dt. En el instante en que se apague el interruptor, di será como máximo y dt como mínimo dando una V grande.

No estoy seguro de cómo se haría esto. Pero ¿por qué no sifonear parte de la energía para repetir el procedimiento en lugar de usar una batería? El resto se podría utilizar para alimentar una carga. Esto debería poder continuar indefinidamente ya que el voltaje de ruptura es mucho más grande que el voltaje requerido para cargar el inductor.

Una idea que tengo es usar 2 condensadores en paralelo con el inductor. Uno con una pequeña capacitancia para mantener el circuito en funcionamiento y uno más grande para la carga. ¿El condensador de carga tendría que usar diodos?

Mi conjetura es evitar que se vacíe nuevamente dentro del inductor. También sería necesario emplear un interruptor para obtener el alto voltaje de ruptura. La sincronización también sería un problema ya que el capacitor más grande tarda más en cargarse. Esto parece demasiado simple, así que me pregunto por qué no funcionará.

    
pregunta user1897830

3 respuestas

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Pero, ¿por qué no sifonear parte de la energía para repetir el procedimiento en lugar de usar una batería? El resto se podría utilizar para alimentar una carga. Esto debería poder continuar indefinidamente ...

No hay manera de extraer energía continuamente de un sistema. Llámelo movimiento perpetuo, sobre la unidad, energía libre, lo que sea, no funciona, no lo consideramos aquí. Simplemente podemos decir 'no va a funcionar'. Podemos averiguar por qué para cualquier arreglo particular de engranajes, poleas, pesas, motores después.

En su caso específico de cargar un inductor y luego interrumpir la corriente; mientras que puede obtener un alto voltaje generado, la energía que puede salir no es más que la energía que ingresa. El alto voltaje a través del inductor cambiará la corriente rápidamente, por lo que puede tener una corriente que fluye a alto voltaje (alta potencia). ) durante un breve periodo de tiempo, o bajo voltaje (baja potencia) durante un largo tiempo, y en cada caso la energía suministrada (aparte de pérdidas ligeramente diferentes) será la misma. No puede hacer que la corriente fluya a un alto voltaje durante mucho tiempo.

Lo que funciona muy bien con dos condensadores, un inductor y los interruptores adecuados es una forma de transferir casi toda la energía de un condensador al otro. Usted carga el inductor desde un condensador y luego lo utiliza para cargar el otro condensador.

    
respondido por el Neil_UK
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Hay energía almacenada en un inductor con la corriente que fluye a través de él. Parte de esa energía podría ser capturada cuando apagas el circuito. Pero no puede capturarlo simplemente poniendo un condensador en paralelo con el inductor. Lo que sucederá es que la corriente fluirá hacia adelante y hacia atrás en el condensador hasta que toda la energía almacenada se disipe en la resistencia en serie del inductor y el condensador.

Podrías tener otro interruptor. De modo que una vez que la corriente del inductor cae a cero, y el voltaje del capacitor ha alcanzado su pico, en ese momento exacto se desconecta el capacitor del inductor. Luego, puede conectar el condensador a otra cosa que podría beneficiarse de la energía almacenada.

Creo que la mayoría de las veces es más problema de lo que vale. Tenga en cuenta que la energía almacenada en el inductor o capacitor es finita. Si lo usas, no puedes recuperarlo a menos que agregues energía al sistema de alguna otra manera.

    
respondido por el mkeith
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(a) sí, puede almacenar la energía del inductor en un condensador

(b) sí, necesita un diodo entre el inductor y el capacitor para que cuando el voltaje del inductor comience a disminuir, el diodo se apague y mantenga la carga almacenada en el capacitor. Esta es la forma más simple de "cambio" en la respuesta de mkeith.

(c) sí, otro condensador en paralelo con el inductor mantendrá la oscilación en marcha ... pero tenga en cuenta que, por sí solo, no devolverá el inductor a un voltaje lo suficientemente alto como para volver a encender el diodo, necesita un Fuente de energía para potenciar nuevamente la oscilación. Pero en realidad, lo sabías por la conservación de la energía. También tenga en cuenta que un circuito resonante L-C limita la velocidad de cambio de la corriente a una función sinusoidal, lo que limita la tensión máxima.

Enhorabuena, si implementa (a) y (b) con éxito, ha inventado el convertidor de retorno, también conocido como convertidor de impulso. Solo tiene que repetir el proceso de encendido y apagado de la corriente para mantenerla en funcionamiento, para que la carga funcione a un voltaje más alto.

Agregue (c) e inventó el convertidor de retorno resonante.

    
respondido por el Brian Drummond

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