Induktor menghubungkan perubahan arus dengan tegangan

Arus membawa keadaan yang tersimpan

Untuk induktor ideal, tegangan adalah $v=L\,di/dt$ dan energi $E=Li^2/2$. Arusnya tidak dapat meloncat seketika tanpa impuls tegangan. Pada DC yang menetap, induktor ideal memiliki tegangan nol dan berperilaku sebagai hubung singkat. Lilitan nyata tetap memiliki resistansi dan perilaku inti yang bergantung pada arus, sehingga “hubung singkat pada DC” tidak berarti kabel tanpa rugi pada sembarang arus.

Menerapkan 1 V tetap pada 10 mH mengubah arus dengan laju 100 A/s. Mulai dari nol, arus naik 100 mA dalam 1 ms jika tegangan tetap. Energi tersimpan pada 100 mA adalah $0.01\times0.1^2/2=50$ μJ. Ramp yang berlanjut akhirnya mencapai batas sumber atau komponen; rumus ideal saja tidak menciptakan arus maksimum yang aman.

Tambahkan resistor

Hubungkan langkah 3.3 V ke resistor 330 Ω dan induktor 10 mH seri. Arus akhir 10 mA, dan konstanta waktu $\tau=L/R=30.303$ μs. Mulai dari nol, $i(t)=10\text{ mA}(1-e^{-t/\tau})$. Setelah satu konstanta waktu, arus 6.3212 mA. Induktor awalnya menerima seluruh tegangan sumber; tegangannya mendekati nol saat arus menetap.

Bandingkan dengan kapasitor: tegangan kapasitor dan arus induktor merupakan besaran yang tetap kontinu dalam peralihan dengan sumber berhingga. Melacak keadaan tersimpan yang benar mencegah kesalahan umum pada soal kondisi awal.

Membuka lintasan mengubah model

Jika induktor yang membawa arus diputus secara tiba-tiba, induktor menghasilkan tegangan untuk meneruskan arus melalui lintasan parasitik atau pelindung apa pun yang tersedia. Dioda flyback merupakan lintasan sengaja yang umum, tetapi tegangan, energi, dan perilaku peluruhannya memerlukan perhitungan rangkaian. Jangan menyimpulkan bahwa sakelar terbuka langsung membuat arus tersimpan menjadi nol.

Saat mensimulasikan transisi RL, sertakan resistansi seri dan lintasan kembali arus yang bermakna secara fisik. Nyatakan apakah resistansi lilitan termasuk dalam R. Prediksi 30.303 μs dari nilai nominal berguna hanya jika resistansi seri total dan induktansi sebenarnya sesuai dengan asumsi itu.