容量性回路を閉じるときに注意が必要なのはなぜですか?


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先日、私たちの教授は、容量性回路を閉じるときと誘導性回路を開くときは注意が必要であると教えてくれました。

これはなぜですか?

私は帰納的な部分をある程度理解しています。インダクターは電流を徐々に変化させることしかできないため、電流の流れが突然停止すると、インダクターを通る電圧が急激に増加して損傷します。

コンデンサのことなんて考えられない。


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「インダクターでは、電流が徐々に変化するだけです。これについて考えてみてください。コンデンサーは徐々に変化することを好むものは何ですか?
glen_geek

@glen_geek電圧ね?電圧が急激に変化すると、電流が急激に増加します。それではコンデンサはどうなりますか?
user_9

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はい、大電流は急速に変化する電圧の結果です。すべてのコンデンサには、うまくいけば小さな内部抵抗(ESR)があります。この電流は高電流を流れて発熱する必要があります。望ましいことではありません。
glen_geek

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コンデンサ自体はおそらく突然の短絡で最小の問題を抱えています。それは多かれ少なかれそれがその目的ですが、PCBトレースが輝き始めて1日を台無しにするなど、他のすべては非常に問題があるかもしれません。
wiebel

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それを試してみてください。それは有益です。
ピーター-モニカの復活

回答:


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理論的には、空のコンデンサを理想的な電圧源に接続すると、コンデンサが供給電圧に充電されるまで無限の電流が流れます。電力付きインダクターを切断するとき、基本的に同じことですが、理論的には電圧は無限大になります。コンピュータの電源、LEDランプ、電話の充電器などの多くのデバイスは、静電容量のために突入電流を制限しています。


ただし、コンデンサに流れる電流が抵抗によって制限されている場合も、回路を閉じた直後に最大電流に達します。
Uwe、

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また、エンジニアリングの問題だけのために、システムが突入電流を処理できる場合でも、物理的なスイッチまたはリレー自体は、接点での関連するアーク放電に耐えるのに十分な堅牢性が必要です。
J ...

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@J ...言うまでもなく、オペレーターに物理的な安全上の危険をもたらす可能性のある損傷の蓄積。
bta

もちろんそれは理想的なコンデンサです。
richard1941

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/修正を編集します。...

ステップ電圧により、ステップ電流の最大値Ic(t)= Vcc / ESRが生じます。
(@ t = 0)放電されたキャップから理想的な電圧源に接触すると、...

電流は、t = ESR * C =の場合、t = 0での初期サージ最大Icの約60%の傾きで減衰します。τ

したがって、Vcc = 12Vの高価な大きなキャップを検討してください。超低ESRは理論的にはIc max = Vcc / ESR = 12V / 12mohm = 1000アンペアの 12ミリオームでした。

これは、Vccがカーバッテリーである場合に発生します。コールドまたはCCA定格が800 Aとだけ言われているときに、数万ファラッドの値のコンデンサーとして使用されます。

しかし、同じESRでも、ESRは低いが静電容量が低いことが知られている大きなプラスチックキャップに同じピーク電流が発生します。ただし、ESRが指定されていない場合、RMSリップル電流が評価されるか、ESR * Cが一般的に>> 100 usであることを意味する汎用目的と呼ばれます。

それは極端な例かもしれませんが、数学を説明します..さもなければ、C&Vccが充電されるとソースVccが低下します。

コンピューターグレードのキャップまたは高電圧プラスチックキャップは、ジャンパーケーブルでバッテリーをブーストするような危険な電流を伝導します。逆極性の電荷は急速な分解と爆発の結果を引き起こす可能性があります。


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コンデンサは、t = 0(初期状態)の場合、理想的には短絡動作します。つまり、そのようなコンデンサの物理的特性が適切である場合、コンデンサを流れる電流は無限大になりますが、ESRのため、実際のコンデンサやそのようなESRは不可能です。初期電流値は非常に大量のアンペアであるVcap / ESRになります。大容量の場合、突入電流は小さな回路のキャップよりもはるかに大きくなります、無謀な振る舞いをするとダメージを受ける

これらの条件は、励磁されたインダクターを破壊する場合の誘導性の場合と同じですが、電圧は電流ではなく非常に高い電圧になります

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