explicación de simulación del circuito RL

0

Estaba jugando con un circuito, y no estoy entendiendo su comportamiento, parece que está mal. Estoy usando esto circuito .

Si cierra el interruptor, la corriente fluirá a través del inductor, ya que aparecerá como un cable. Pero cuando abres el circuito con el inductor ya cargado, la corriente se invierte, lo cual es imposible, ¿no? No hay cambio instantáneo en la corriente en el inductor, ¿verdad? Entonces, ¿cómo puede ser esto posible?

EDITAR: imágenes de circuito incluidas:

circuito abierto

inductorcargado

corriente invertida cuando el interruptor está abierto

    
pregunta mFeinstein

1 respuesta

0

El resultado de la simulación no es totalmente irrealista. No mostró lo que sucede en el transitorio después de abrir el interruptor, pero debería ser algo como esto:

Cuando el interruptor está abierto, por un tiempo muy breve, la corriente continúa fluyendo "hacia abajo" a través del inductor. Estaría tratando de fluir "hacia arriba" a través del brazo de diodo del circuito.

Ahora, comprender el comportamiento del diodo depende de conocer un par de comportamientos más allá de que el diodo permite el flujo de corriente en una sola dirección.

Primero, el diodo tiene alguna capacitancia asociada con él. Esta capacitancia está efectivamente en paralelo con el "diodo ideal" cuyo comportamiento consideramos normalmente. El valor de este capacitor parásito depende del punto de polarización del diodo. Esta capacitancia permite que la corriente fluya a través del diodo en reversa por un breve tiempo, mientras que un gran voltaje inverso se acumula a través del diodo.

Segundo, el diodo tiene lo que se llama un tiempo de "recuperación inversa". Si bien todavía hay portadores (electrones y orificios) en la unión pn generados durante el tiempo en que la corriente fluyó hacia adelante, cambiar el diodo rápidamente a polarización inversa puede hacer que estos portadores fluyan hacia atrás y transportar una corriente inversa. Pero esta corriente solo dura un breve tiempo, hasta que los transportistas son barridos de la unión.

Tercero, una vez que finaliza el comportamiento de recuperación inversa, y la capacitancia del diodo acumula una gran tensión inversa, es muy probable que en un diodo real, la gran tensión inversa provoque una ruptura eléctrica , que destruirá el diodo.

La siguiente clave es que el modelo del simulador probablemente incluya el comportamiento de recuperación inversa y el comportamiento de capacitancia paralela, pero no el comportamiento de ruptura.

Entonces, lo que probablemente sucedió en su simulación es que, de hecho, el inductor continuó conduciendo en dirección hacia adelante por un tiempo muy corto. Esto provocó que se generara un gran sesgo inverso en el diodo (porque el desglose no está modelado). Esta polarización inversa significa que el nodo "inferior" está en un voltaje muy alto (en relación con el nodo "superior"). Este voltaje causa un di / dt proporcional en el inductor, lo que finalmente resulta en la inversión de la dirección actual a través de él.

Una forma de ver esto es que ha creado un circuito de tanque (amortiguado) entre el inductor y la capacitancia parásita del diodo.

Pero una vez que la corriente comienza a fluir en el sentido contrario a las agujas del reloj, el diodo hace que la capacitancia sea cortada en su mayor parte, por lo que es posible que nunca se acumule suficiente voltaje para revertir la corriente en el sentido de las agujas del reloj. Es decir, el tiempo que tarda el oscilador en invertir la dirección de la corriente nuevamente puede ser mucho más largo que la constante de amortiguación causada por la resistencia de 100 ohmios, por lo que nunca verá ese comportamiento.

    
respondido por el The Photon

Lea otras preguntas en las etiquetas