Мелкие вопросы по теории

[Олегыч1]

Многоуважаемые радиокоты, когда-то поднималась тема про индуктивности и дроссели. Там многое стало ясно. Пытаюсь более глубоко осмыслить этот коварный процесс, и сейчас все-таки еще мучает один вопросик:
Имеются две простые схемы, и графики к ним, которые показывают напряжение на нагрузке Rн в моменты переключения S1. Со схемой №1 я вроде бы разобрался. Для нее соответствуют графики №1 и №2.
График №1 - это когда я замыкаю ключ. График №2, когда размыкаю.
А если будет не ключ, а переключатель (схема 2, переключатель отжат), то когда я его нажму, то возникнет процесс, соответствующий графику №1. А вот когда я переключатель снова "отожму", то возникнет процесс, как на графике №3? Я правильно понимаю, или какой-то другой график будет?

[Slabovik]

В общем, верно, с одним уточнением - на левой схеме в таком виде, как она нарисована, размыкание ключа не приведёт к скачку напряжения на нагрузке, а лишь к скачку напряжения на дросселе (а точнее, на левом конце относительно правого будет бесконечно огромный минусовой пик, но такой же бесконечно короткий). А на нагрузке будет как будто её просто отключили. Но всё изменится, если дорисовать паразитные элементы, такие как искровой промежуток в выключателе, собственную ёмкость катушки, утечки и т.д., т.к. именно от протекания тока через них во время переходного процесса и формируются все эти "скачки". Тем не менее, даже в этом случае на нагрузке скачка не будет потому что "скачок" напряжения останется быть приложенным к выключателю, а на нагрузке только снизится скорость убывания тока

[neon]

вы просто замкнёте индуктивность на нагрузку и всплеск напряжения на дросселе будет уже определяться сопротивлением нагрузки.

[Alek Lem]

Олегыч1, неверно.
На графиках 2 и 3 не будет никакого всплеска напряжения на Rн: по закону Ома напряжение на резисторе пропорционально току в нём, который общий для всей схемы и, согласно правилу коммутации для индуктивности, не может измениться скачком. Скачком при разрыве цепи в первом случае изменится напряжение на индуктивности, а значит и напряжение на выключателе, что приведет к электрической дуге (если не предпринять меры). Во втором случае ток в цепи и, следовательно, напряжение на нагрузке также не могут измениться мгновенно, а потому снова скачком изменится напряжение на катушке до напряжения на резисторе, а потом экспоненциальный спад до нуля.

[fedyaok]

Я полагаю, что автору вопроса пока не понятны переходные процессы, связанные с задержкой переключения тумблера, когда создаются искровые промежутки и другие непонятки. Он просто спрашивает, что будет, если напряжение источника мгновенно станет равным нулю.
Олегыч1, этот график будет зеркальным к вашему графику 1 относительно временной оси с началом отсчета в 3 Вольта

[Maykill]

Чем сверху прорезь по центру не ключ?
1 нога слева вверху по фото.
Я бы так ставил)

вырез на торце- ключ
( бывает точка возле 1-го вывода.тоже ключ)
перевёртываем корпус ногами кверху и от ключа- по часовой стрелке считаем с первой по последнюю ногУ
всё просто

[Андрей Бедов]

Это не ключ.
Этот вырез появился "автоматически".
С той стороны облой, а в середине его нет, потому-что с обоих боков выходят монтажные "огрызки" подложки кристалла.

[Alek Lem]

Я полагаю, что автору вопроса пока не понятны переходные процессы, связанные с задержкой переключения тумблера, когда создаются искровые промежутки и другие непонятки. Он просто спрашивает, что будет, если напряжение источника мгновенно станет равным нулю.

Автор нарисовал графики трех переходных процессов. Два из них ошибочные и я просто на это указал. Разве не именно это нужно автору ?

[Олегыч1]

на счет нумерации выводов микросхемы. Когда возникают сомнения, где первая ножка, ориентируюсь по надписи миркировки. Располагаю надпись, чтобы она была "правильно читаема", а не вверх ногами, и в большинстве случаев первая ножка слева внизу. Я бы даже сказал, мне еще не попадались микросхемы, где это правило не действует

Я полагаю, что автору вопроса пока не понятны переходные процессы, связанные с задержкой переключения тумблера, когда создаются искровые промежутки и другие непонятки. Он просто спрашивает, что будет, если напряжение источника мгновенно станет равным нулю.
Олегыч1, этот график будет зеркальным к вашему графику 1 относительно временной оси с началом отсчета в 3 Вольта

верно, я пока не очень понимаю искровые и прочие комутационные процессы в выключателе (но честно я представлял практически идеальный ключ, который мгновенно отключается/включается... или что-то типа полевика). Немного не допонял как будет выглядеть график

Но всё изменится, если дорисовать паразитные элементы, такие как искровой промежуток в выключателе, собственную ёмкость катушки, утечки и т.д., т.к. именно от протекания тока через них во время переходного процесса и формируются все эти "скачки". Тем не менее, даже в этом случае на нагрузке скачка не будет по

А временной сдвиг будет иметь место на графиках? Я имею в виду, ключ разомкнул, а напряжение и ток еще какое-то время держатся на нагрузке... И полярность на нагрузке соответственно тоже не изменится в момент отключения ключа, правильно? Изменится только полярность на катушке в обоих случаях в момент отключения?
Дело в том, что никак не укладывается в голове.... Я представляю катушку в виде маховика, который долго раскручивается и так же долго останавливается. Но не понимаю как ведет себя самоиндукция Что -то должно быть противоположно по знаку, но что именно и как это сказывается в реальных жизненных примерах? Уверен, тут же придет понимание регуляции напряжения посредством ШИМ (когда два полевика верхнего и нижнего плеча работают с дросселем на нагрузку).

[fedyaok]

Немного не допонял как будет выглядеть график

Тут пример для 10 В питания

[Олегыч1]

fedyaok, я совсем запутался. На этом графике ведь нет постоянного напряжения. Здесь просто пик десятивольтовый, как будто включили питание 10 вольт, когда оно дошло до своего значения, тут же его выключили. Это не то немного. С одной из сторон графика должно присутсвовать рано или поздно линейное ненулевое напряжение . Или я чего-то не понимаю

[fedyaok]

Всё то...
Просто рост - это ваш график 1, только нерастянутый, но , как у вас. А спад, это когда вы замыкаете тумблер на землю
Ну задержать по-дольше постояннку - будет и на картинке постоянный уровень

[Олегыч1]

Получается вот такие графики будут?:



t1 - момент замыкания/размыкания ключа. Повторюсь, напряжения на нагрузке.

[Slabovik]

Да, верно.
На нижнем слева отступ спада от момента t1 будет только за счёт паразитных свойств ключа и катушки. При идеальных компонентах спад будет мгновенный в момент t1

[Олегыч1]

Slabovik, спасибо! Следовательно, чтобы из дросселя получился полноценный "маховик" необходимо не просто размыкать цепь, а размыкая одновременно "параллелить" дроссель с нагрузкой. С этим вроде бы разобрался.
Осталось разобраться, что там за процессы происходят на самом дросселе.
Правильно ли я понимаю: в отличии от нагрузки ( в которой ток практически мгновенно нарастает/спадает в момент замыкания/размыкания ключа), в дросселе ток совсем не мгновенно себя ведет? И из-за этого получаются наши пики скачков напряжения на дросселе, верно?

[Slabovik]

размыкая одновременно "параллелить" дроссель с нагрузкой.

Да, именно. Поскольку ток в индуктивности не может остановиться (точнее, изменяться) мгновенно, то ему необходимо обеспечить условия для непрерывного протекания.
Вот классический степ-даун преодразователь работает именно на этом принципе

• 

Ключевой транзистор коммутирует цепочку, а диод обеспечивает протекание тока индуктивности, когда транзистор закрыт (т.е. также работает ключом в противофазе транзистору - это почти ваша вторая схема с переключателем).

в дросселе ток совсем не мгновенно себя ведет? И из-за этого получаются наши пики скачков напряжения на дросселе, верно?

Именно так и есть. На любое изменение тока через себя индуктивность реагирует собственной ЭДС (ЭДС самоиндукции)

p.s. А вот здесь можно поупражняться в понимании, как работает эта схема
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.d ... mps_e.html
Придётся задать конкретные параметры, и симуляция покажет, как и где идут токи в течение времени.

[Олегыч1]

Поскольку ток в индуктивности не может остановиться (точнее, изменяться) мгновенно, то ему необходимо обеспечить условия для непрерывного протекания.

В противном случае напряжение на дросселе может подскачить до такой степени, что произойдет пробой между его витками?

Еще один момент уточню: Когда ключ замкнут, ток в цепи и напряжение на дросселе как на схеме 1. А в момент, когда размыкается ключ, в цепи тока нет, но он есть только на дросселе и мгновенно направлен в противоположную сторону, как и напряжение на нем же (схема 2). Верно?

[Slabovik]

Да, верно. Кроме тока - он остаётся быть направленным туда же, куда и ранее тёк. А вот напряжение на катушке меняет знак. (Собственно, нарисовано всё совершенно верно).

Но на практике обычно первым не выдерживает S (в силу различных причин, в частности, что контакты разводятся не мгновенно, а довольно медленно). Поэтому при размыкации такой, как на картинке, цепи, мы как правило наблюдаем искру между контактами. Энергия, перед этим запасённая в индуктивности в виде тока, превращается в основном в энергию искры (тепловую). В основном - это потому что сопротивление проводящего канала искры много больше сопротивления соединённой с ней последовательно нагрузки, и напряжение (от ЭДС самоиндукции) к нему приложено также много больше (собственно, поэтому и искра).

p.s. Если параллельно индуктивности подсоединить диод, анодом направо, катодом налево (соответственно протекающему току на правой картинке), то никакого пробоя не будет - ток спокойно потечёт по этому "малому кругу", замкнувшись через диод.

[Orion]

Вопрос: надо установить в грузовой автомобиль устройство и для подпитки, во время не-работы генератора, подсоединить к нему батарею от ИБП. По сути все что мне надо это стабилизатор 24-12 для батареи, чтобы ее в бортсеть авто подключить?

[Alek Lem]

Правильно ли я понимаю: в отличии от нагрузки ( в которой ток практически мгновенно нарастает/спадает в момент замыкания/размыкания ключа), в дросселе ток совсем не мгновенно себя ведет? И из-за этого получаются наши пики скачков напряжения на дросселе, верно?

Выделенное курсивом неверно. Так как нагрузка в вашей схеме соединена с дросселем последовательно, ток в ней равен току дросселя. Значит, ток в нагрузке тоже не может мгновенно измениться. Странно, что вы этого до сих пор не поняли, вы ведь уже рисовали графики переходных процессов в нагрузке.