Quale operazione potrebbe far esplodere l'induttore o il condensatore?

Nei primi tempi della scuola elettronica, l'insegnante diceva qualcosa sul non scollegare l'alimentazione troppo rapidamente a un induttore o condensatore e noi eravamo abituati a portare lentamente il generatore di tensione da un generatore di segnale a zero. Qualcosa sui transitori, qualcosa sulla carica immagazzinata ...

Ora sono interessato a lavorare con un convertitore di potenza, ma ciò che è stato detto molti anni fa rimane ancora con me, ma non ricordo esattamente cosa è stato detto in quel momento.

Qualcuno può ricordarmi qual è la regola quando si tratta di maneggiare in modo sicuro induttori e condensatori in un circuito (di base)?

NON aprire un circuito con un induttore carico.

NON cortocircuitare un condensatore carico.

Se ci pensi dalle loro equazioni fondamentali:

- un improvviso cambiamento di corrente (cioè un circuito aperto forzato) provocherà una tensione infinita.$V = L\dfrac{di}{dt}$

$I = C\dfrac{dv}{dt}$

Ovviamente non è infinito nella pratica (a causa dei randagi e della capacità di modificare la tensione / corrente abbastanza velocemente) MA è abbastanza significativo da danneggiare l'elettronica ...

Gli induttori immagazzinano il flusso quando la corrente li attraversa. Quando l'induttore viene diseccitato, il flusso ritorna in corrente. Quando questa corrente tenta di passare attraverso una resistenza molto elevata, si traduce in una tensione molto elevata, perché la legge di Ohm. Potrebbero verificarsi danni e / o lesioni. Questo è il motivo per cui utilizziamo diodi flyback su circuiti induttivi.

I condensatori possono conservare la loro carica per lungo tempo, anche quando l'alimentazione è scollegata. Questo è il motivo per cui scarichiamo manualmente i condensatori prima di eseguire interventi di manutenzione su apparecchiature ad alta tensione. Poiché il dielettrico può anche assorbire parte della carica e trattenerla quando il condensatore è stato scaricato, dobbiamo assicurarci di scaricarlo più volte per assicurarci che il condensatore sia vuoto.

Quindi sai che ha qualcosa a che fare con i transitori, giusto? Facciamo un esperimento mentale da questo. Supponi di avere un induttore, è stato collegato a una fonte di alimentazione per molto tempo. Supponiamo che la fonte di alimentazione fornisca una corrente di 1A. Quindi a causa delle sue proprietà (un induttore è poco più di un corto circuito quando si tratta di uno stato stazionario) la tensione attraverso di essa sarà 0V.

Ora immagina di rimuovere la fonte di alimentazione e cambiarla per una resistenza da 0 ohm. Cosa succederebbe? Subito dopo aver rimosso la sorgente, la corrente attraverso l'induttore è ancora 1A ed è ora forzata attraverso la resistenza 0 ohm, risultando in V = I × R = 1A × 0Ω = 0V. Fin qui tutto bene, nulla è cambiato.

Ora immagina di aver cambiato la resistenza per una parte da 10 Ω, cosa accadrebbe subito dopo aver rimosso la fonte di alimentazione? L'induttore forzerà ora la sua corrente attraverso una resistenza da 10Ω: V = I × R = 1A × 10Ω = 10V.

Ora è facile immaginare cosa succede se quel resistore diventa sempre più grande: 100Ω produce 100V, 1kΩ in 1kV, 1MΩ in 1MV e così via. Una resistenza che si avvicina all'infinito implica una tensione (teorica) infinita ed è qui che la fisica diventa davvero interessante.

Naturalmente c'è solo una quantità finita di energia immagazzinata nell'induttore e quindi l'alta tensione non esisterà per molto tempo, solo un breve momento dopo aver rimosso la fonte di alimentazione.

Un simile esperimento mentale può essere fatto con un condensatore. Un condensatore è poco più di due piastre che non si toccano, quindi un'altissima resistenza e allo stato stazionario viene caricato con una tensione e nessuna corrente può fluire. Analogamente all'induttore, possiamo collegare nuovamente la resistenza parallela, ma ora si inizia con un valore molto elevato e si torna a 0 per un cortocircuito e si calcola la rispettiva corrente proprio nel momento in cui è stata rimossa la sorgente di tensione.