sovratensioni e sovracorrenti induttanza e condensatore

May 26, 2006 2 Replies

salve, vi riporto l'email che ho mandato al mio professore e la sua risposta, sono particolarmente duro e non capisco vi prego di aiutarmi



Egregio professore, le scrivo per chiederle una spiegazione dato che leggendo i suoi appunti c'è una cosa non mi è chiara. Quando parla della tecnica dell'adattamento (paragrafo problemi di pilotaggio della base dei bjt) ad un certo punto dice che l'induttanza fornisce una sovratensione negativa favorendo un rapido fall time. La cosa che non mi è chiara è che ho sempre saputo che sovratensioni e sovracorrenti si manifestano in circuiti risonanti serie o parallelo, mentre in questo caso abbiamo una sola induttanza.



risposta La fem ai capi di una induttanza ha l'espressione Ldi/dt e se ad esempio la corrente i varia di colpo la di/dt assume valori addirittura infiniti.


Prova a vederla cosi: immagina il tuo induttore con i terminali A e B. B e' alla massa (o al riferimento 0, chiamalo come ti pare).

Vedilo a regime in c.c. (poco importa se l'impedenza e' nulla). Tra le sue spire esiste un flusso magnetico indotto dalla corrente che vi passa, quindi c'e' della energia in gioco, stoccata sotto forma di campo magnetico.

Il terminale A e' a tensione non negativa (quasi nulla in realta' se sei in c.c., se tieni conto della resistenza parassita del filo e se non sei un platonista).

Ora immagina che il meccanismo che pompa corrente nell'induttore si ferma di botto. L'energia che e' stoccata come campo (il flusso) si deve disperdere in qualche modo. Poiche' i campi magnetici amano molto le correnti e poiché "natura non facit saltus" (a meno che non sei un devoto della Meccanica Quantistica), il campo sceglie di scaricarsi come corrente. Risultato: una certa corrente continuerà a scorrere dall'induttore verso il circuito, in modo da mantenere la continuità con lo stato precedente. In soldoni la corrente continua a mantenere lo stesso verso (da A a B) solo che stavolta l'induttore e' l'elemento attivo: e' lui che pompa la corrente (dal terminale B perche' la corrente non cambia verso) verso il resto del circuito, per richiudersi poi, idealmente, al terminale A.

A questo punto il terminale B (che e' alla massa) e' la tua sorgente di energia e diventa "il positivo" del tuo generatore. Quindi va da se che il punto A essendo "il negativo" si trova a tensione piu' bassa di B, cioe' a tensione negativa rispetto alla massa.

Di quanto piu' bassa? La risposta e' nella formuletta V = L di/dt, cioe' dipende sia dal valore dell'induttanza (l'induttanza e' la grandezza che lega il flusso magnetico alla corrente, piu' e' grande e piu' flusso riesci ad immagazzinare per un dato valore di corrente: flusso = L * I) e dalla velocità di variazione della corrente stessa, che dipende sostanzialmente dalle caratteristiche del circuito visto dall'induttore. Se l'impedenza vista dall'induttore durante la fase di scarica e' molto elevata (nulla idealmente), la corrente e' costretta a passare a zero in maniera quasi istantanea, quindi il di/dt e' molto elevato (infinito se sei un platonista). Se poi vuoi sapere perche' vale proprio V=L di/dt dovresti chiedere ad un tale sig. Maxwell.

Per evitare sovratensioni come saprai si mettono dei percorsi alternativi a bassa impedenza (tramite diodi o switch attivi tipo MOS), per permettere alla corrente di scaricarsi "con dolcezza" limitando il di/dt e le sovratensioni. E' quello che si fa normalmente negli alimentatori switch-mode, ma mi sembra di aver capito che nella tua applicazione tu hai bisogno del fenomeno opposto...

maitre Aliboron

PS: tenendo conto che di/dt e' negativa se la corrente passa da ON a OFF, vedi subito che la tensione ai capi dei terminali A e B e' negativa, risparmiando cosi'

50 righe di post.

GaLoIs ha scritto:

Non solo in quei casi... Se hai un circuito RL serie in regime stazionario, dopo il transitorio avrai una corrente pari a V/R (considerando trascurabile la Rint dell'induttanza e del generatore). Se con un interruttore interrompi tale circuito, avrai che ai capi di L ci sar=E0:

E=3D-Ldi/dt,

come indicatoti dal tuo prof., quindi pi=F9 sar=E0 rapida l'interruzione (e quindi di/dt), tanto pi=F9 alta sar=E0 la tensione ai capi di L. La prova di ci=F2 =E8 la scintilla che noti ai capi dell'interruttore. Spero di essere stato chiaro :P

ciao

ENzo

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