¿Por qué la corriente del inductor en mi modelo LTSpice se eleva hasta el infinito?

La carga magnética está en unidades de Webers, al igual que la carga eléctrica está en unidades de Coulombs. (Esto es todo clásico, física pre-Einstein que depende de la idea de un éter y constantes especializadas que describen que aether y Maxwell luego presentan un caso de que estas dos cosas estaban relacionadas entre sí, de modo que \ $ \ mu_0 \: \ epsilon_0 = \ frac {1} {c ^ 2} \ $.)

La carga eléctrica (Coulombs) dividida por capacitancia (Farads) produce la fuerza electromotriz (Volts.) La carga magnética (Webers) dividida por inductancia (Henries) produce la fuerza magneto-motriz (Amps). Así es como eran las cosas visto Los condensadores más grandes requerían menos fuerza electromotriz para almacenar la carga eléctrica. Los inductores más grandes requerían menos fuerza magneto-motriz para almacenar la carga magnética. La diferencia clave es que la fuerza eléctrica se imaginó como voltios y la fuerza magnética se imaginó como amperios.

Tenga en cuenta que la aplicación de una fuerza eléctrica (voltios) durante un período de tiempo (segundos) produce una cierta cantidad de carga magnética (webers o voltios-segundos). Del mismo modo, la aplicación de una fuerza magnética (amperios) durante un período de tiempo ( segundos) produce una cierta cantidad de carga eléctrica (Coulombs o Amp-segundos)

En este sentido, un condensador puede aceptar una fuerza magnética aplicada (en amperios), aplicada durante un cierto tiempo (en segundos), y convertirla en una fuerza eléctrica (en voltios). Y un inductor puede aceptar una corriente eléctrica aplicada. fuerza (en voltios), aplicada durante un cierto tiempo (en segundos), y la convierte en una fuerza magnética (en amperios).

Y ahora podría comprender mejor lo que sucede cuando coloca un condensador en paralelo con un inductor. La carga eléctrica del condensador se expresa como una fuerza electromotriz en el inductor durante un período de tiempo, produciendo una cantidad equivalente de carga magnética en / en el inductor. Esta carga magnética del inductor se expresa luego como una fuerza magneto-motriz en el capacitor durante un período de tiempo, produciendo una cantidad equivalente de carga eléctrica en el capacitor. Y esto se repite, asumiendo que no hay pérdidas de energía.

Para llegar a la carne de las cosas, puede operar un inductor de la forma que desee, mientras mantiene su inductancia constante, siempre y cuando se mantenga dentro de los límites de carga magnética (Webers) permitidos por el diseño de un inductor. Este límite está controlado por el material del núcleo, donde debes evitar exceder su fuerza de Lorentz de aceleración máxima (en Teslas o Webers por metro cuadrado).

Si aplica una fuerza electromotriz (voltios) en un inductor durante un cierto período de tiempo, ese inductor acumulará una cierta cantidad de carga magnética (Webers). Esta "carga magnética" se denota por el número de amperios fluyendo en el inductor (y el supuesto valor constante del inductor). De manera similar, si aplica una fuerza magneto-motriz (Amps) en un capacitor durante un cierto período de tiempo, ese capacitor acumulará una cierta cantidad de carga eléctrica (Coulombs). Esta "carga eléctrica" se denota por el número de voltios en el capacitor (y el supuesto valor constante del capacitor).

Al igual que debe descargar un capacitor, también debe descargar un inductor. No puedes seguir acumulando carga magnética en / en el inductor, para siempre. Todo lo que hace es aumentar la corriente para siempre. Puede aumentar la carga un poco, luego disminuirla, luego aumentarla, etc. O puede comenzar en cero, aumentarla por un tiempo y luego volver a ponerla en cero. Pero siempre hay una magnitud máxima (más o menos) más allá de la cual no puedes ir. Debido a que las fuerzas de Lorentz que actúan en el núcleo eventualmente serán demasiado grandes.

Solo piense en el inductor como un condensador y comprenda que no puede exceder los límites de carga permitidos por el diseño del dispositivo.

Por supuesto, a Spice no le importa. En lo que respecta a Spice, su inductor puede tolerar cualquier número de amperios sin límite. Así como también permitiría que un condensador tolere cualquier número de voltios sin límite. Puedes obtener resultados completamente físicos de Spice. Se supone que debes saber cuándo estás haciendo algo loco. A las especias no les importa.

Así que, por supuesto, la corriente puede simplemente subir hacia el infinito en Spice. Si no desea eso, agregue mecanismos para limitar la acumulación de carga magnética en el inductor. Al igual que tendría que agregar mecanismos para limitar la acumulación de carga eléctrica en un capacitor. Idea similar.

Nota: la fuerza magnética es en realidad un efecto secundario , porque los efectos debidos al movimiento de la carga tardan en transmitirse en el espacio-tiempo (velocidad de la luz). Los ingenieros aún utilizan el enfoque y tratamiento clásicos. La magnetodinámica y la electrodinámica como dos fuerzas diferentes, pero relacionadas. Los ingenieros también siguen utilizando el enfoque clásico de Maxwell, que se basa en la idea de los corpúsculos (células) de éter y poco tubulares que podrían estirarse o comprimirse. Einstein prácticamente destruyó la idea del éter y es posible reformular las ecuaciones de Maxwell en una forma relativista.