BEL2_učitelský-sešit-B
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
Sepnutí spínače
Reálná cívka je modelována sériovým spojením rezistoru R, který představuje činný odpor cívky a ideální cívky
s indukčností L - obr. 65a). Předpokládáme, že v okamžiku zapnutí spínače cívkou neprotékal proud. Po sepnutí
spínače začne cívkou ze zdroje stejnosměrného napětí U protékat budicí proud iL. Jeho průběh je určen rostoucí
exponenciální funkcí s časovou konstantou
1
/
L R
. Předpokládejme, že za určitou dobu dojde v obvodu
k ustálenému stavu, při kterém je proud cívkou omezen na hodnotu U/R (pro zadané parametry obvodu 1 A).
Rozpojení spínače
7B Simulace elektrických obvodů REFERENČNÍ HODNOTY B
61
Proud cívkou je stavová veličina obvodu a nemůže se měnit skokem, proto v okamžiku rozpojení spínače musí
proud této hodnoty zůstat zachován a začne protékat rezistorem R1 - obr. 65b). Napětí na rezistoru R1, které před
rozepnutím spínače bylo rovno napájecímu napětí U proto skokem změní směr a bude nyní přímo úměrné
protékajícímu proudu a odporu rezistoru R1 v souladu s Ohmovým zákonem UR1 =I.R1 = 50 V. V případě, že
hodnota rezistoru R1 bude konvergovat k ∞, hodnota napětí na něm musí také konvergovat k hodnotě ∞. Pokles
proudu a tedy i napětí cívky po rozepnutí spínače poté nastává s časovou konstantou
2
1
/
L R R
.
Z uvedeného rozboru vyplývá, že omezení přepětí v obvodu cívky při rozpojení spínače je možné dosáhnout při
daném vypínacím proudu jedině zmenšením hodnoty rezistoru R1. To je však energeticky nevýhodné (při
sepnutém spínači to představuje ztrátu P = U2/R1), proto se v praxi dnes nejčastěji pro omezení přepětí používá
na místě rezistoru R1 nelineární prvek s vhodnou ampérvoltovou charakteristikou. Často bývá používána dioda,
která uzavírá obvod proudu v okamžiku rozpojení spínače (dioda je v tomto okamžiku ve vodivém stavu –
vykazuje tedy malý dynamický odpor). Dříve se používal pro omezení napětí obvodu také sériový RC člen, který
při rozepnutí spínače akumuloval energii a zmenšil přepětí v okamžiku rozpojení spínače tím, že rozložil
umoření energie cívky do delšího časového okamžiku.