ไดโอดไม่ทำงานเป็นไฟฟ้าลัดวงจร

ฉันเพิ่งเริ่มเล่นกับตัวจำลองวงจรออนไลน์และในวงจรที่ง่ายมากฉันไม่เข้าใจพฤติกรรม

ฉันมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน จำกัด กระแสกับไดโอดและตัวเหนี่ยวนำแบบขนาน เท่าที่ฉันรู้ไดโอดควรทำตัวเหมือนลัดวงจรเมื่อขั้วบวกต่อกับขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดัน ในการจำลองนี้มีสิ่งที่แปลกประหลาดเกิดขึ้น: เมื่อฉันปิดสวิตช์กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไดโอดจำนวนมาก (และตัวเหนี่ยวนำจำนวนน้อยมาก) และหลังจากผ่านไปสองสามวินาทีไม่มีกระแสไฟฟ้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญจนกว่าจะหยุด อย่างสมบูรณ์ ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น?

ลิงค์สำหรับวงจรของฉันในโปรแกรมจำลอง: เชื่อมโยง (คลิกที่ swtich เพื่อปิดและดูการจำลอง)

ดังที่คนอื่น ๆ ชี้ให้เห็นไดโอดไม่ใช่วงจรสั้น (หรือเปิด) ที่ "สมบูรณ์แบบ" อย่างไรก็ตามหากคุณเข้าใจ "ข้อ จำกัด " ของมันคุณสามารถใช้พฤติกรรมที่เป็นอุดมคติทุกอย่างยกเว้นพื้นที่ จำกัด
สำหรับวงจรเฉพาะของคุณคุณต้องรู้ว่าตัวเหนี่ยวนำในตอนแรกจะปรากฏเป็นวงจรเปิดและจากนั้นเป็นวงจรไฟฟ้าลัดวงจรหลังจากถึงสถานะคงที่ สิ่งนี้หมายความว่าในตอนแรกวงจรของคุณจะทำงานราวกับว่ามีเพียงตัวต้านทานและไดโอด (เป็นอนุกรม) เท่านั้นที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่าย ดังนั้นไดโอดจึงมีลำเอียงไปข้างหน้าและทำหน้าที่เหมือนสั้น
เมื่อตัวเหนี่ยวนำถึงสถานะคงที่แรงดันไฟฟ้าข้ามมันจะเป็นศูนย์และดังนั้นแรงดันไฟฟ้าข้ามไดโอดจะเป็นศูนย์ เนื่องจากไดโอดต้องการอย่างน้อย. 6V เพื่อให้ลำเอียงไปข้างหน้าจึงหยุดดำเนินการเมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำต่ำกว่า. 6V ณ จุดนี้วงจรทำงานราวกับว่ามีเพียงตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำ (เป็นอนุกรม) เท่านั้นที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่าย
ฉันหวังว่าตอนนี้คุณสามารถเห็นได้ว่าจำลองของคุณจะแสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมของวงจรที่ถูกต้อง

ในตอนแรกตัวเหนี่ยวนำต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสทำให้ไดโอดเส้นทางของความต้านทานน้อยที่สุดและทำให้มันดำเนินการส่วนใหญ่ของกระแส เมื่อสนามแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำเกิดขึ้นแรงดันไฟฟ้าข้ามจะลดลงเนื่องจากจะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มากขึ้น ไดโอดมีแรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้า (โดยทั่วไปแล้วจะมีแรงดัน 0.6V) ดังนั้นมันจะไม่ทำกระแสใด ๆ หลังจากแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเหนี่ยวนำลดลงต่ำกว่าแรงดันไปข้างหน้าของไดโอด

ใช่โปสเตอร์ก่อนหน้านี้ถูกต้อง ชี้แจงเพิ่มเติม, ไดโอดไม่ได้เป็นไฟฟ้าลัดวงจร แต่อุปกรณ์เกณฑ์ก็จะเริ่มดำเนินการเมื่อใดก็ตามที่แรงดันไฟฟ้าข้ามมัน (เมื่อมุ่งเน้นการอย่างถูกต้องกับการดำเนินการ) มีค่ามากกว่าค่าบางอย่างมักจะ 0.6V ( แต่อาจแตกต่างกันชนิดพิเศษ)
ดังนั้นมันจะทำงานแบบนี้เมื่อใดก็ตามที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 0.6 โวลต์จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลและเมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าเกณฑ์นี้กระแสจะไหล

ตัวเหนี่ยวนำตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของกระแสในรูปแบบที่แตกต่างกันมันแสดงบางสิ่งที่เรียกว่าอิมพีแดนซ์ซึ่งเป็นวิธีที่จะบอกว่าในขณะที่มันมีความต้านทาน R มันก็มีการเหนี่ยวนำด้วย L

ดังนั้นตัวเหนี่ยวนำเมื่อเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟตอบสนองโดยการเร่งแรงดันไฟฟ้าชั่วครู่หนึ่งและในตอนแรกกระแสไฟฟ้าเกือบเป็นศูนย์เพียงเพื่อชำระช่วงเวลาสั้น ๆ ในภายหลังด้วยกระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก

ไดโอดในวงจรเห็นการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า (ในขณะที่กระแสยังเกือบเป็นศูนย์ในขดลวด) และมันปิดทำให้เข็มไหลผ่านมันลดแรงดันมากเกินไปบนขดลวดและทำให้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ในไดโอดนั้น ไหลเป็นเวลาสั้น ๆ

การจัดเรียงทั่วไปมากมักจะเรียกว่า SNUBBER เป็นสิ่งที่คุณจะพบในรีเลย์สวิทช์หรือแม้แต่อุปกรณ์สถานะของแข็ง ฟังก์ชั่นนี้คือการหยุดแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินไปจากการทำลายฉนวนขดลวดโดยการทำแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ชั่วคราวแล้วปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดกลับใกล้ศูนย์ ฉันแค่แปลสมการและข้อสังเกตข้างต้นเป็นคำธรรมดา ๆ หวังว่ามันจะช่วยได้

$V_d=0$

$V_f$

สำหรับตัวเหนี่ยวนำ

$V = L\dfrac{di}{dt}$

ในสภาวะคงตัวใด ๆ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของกระแสกับเวลาดังนั้นแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเหนี่ยวนำต้องเป็นศูนย์