Dívka je jak cívka - první napětí, potom proud.

10. března 2013 v 5:30 | Petr |  Elektro
Jako obvykle jsem si uvědomil, že v seriálu o můstcích se začínám blížit tomu že nejjednodušší motor je trojice cívek (a dvojice magnetů) a tudíž je třeba probrat otázku cívek.
Od pravěku elektrotechniky tak do začátku 50 let se cívce říkalo "samoindukce" protože pouštíme do zkrouceného drátu proud, tím vzniká magnetícké pole, a vzniká nám jiný proud, který stejnými dráty odebíráme - na rozdíl od transformátoru, kde jednou cívkou magnetické pole vytváříme a druhou jeho energii (jako proud) odebíráme.

Středoškolská fyzika zkouší ubožáky z Faradayova zákona jakože "průchodem proudu vodičem vzniká magnetické pole jehož indukce působí proti změně proudu, která jej vyvolala". Takže cívka je jako starý důchodce - brání se myšlenku (proud) přijmout a pak se brání myšlenku (proud) opustit. Neboli když na cívku dáme napětí z počátku je proud 0 a napětí maximální, a teprve za nějakou dobu začne napětí na cívce klesat a proud cívkou růst. Tedy jako v mnemotechnické pomůcce v nadpisu.
Ideální cívka, která nemá žádný odpor skončí tak, že vede maximální proud (daný vnějšími součástkami) a je na ní nulové napětí.

Motor je taky cívka, dokonce pokud se netočí tak se chová 100% jako cívka se vším všudy, tak jsem si dovolil nakreslit následující schémátko
Pokud zapneme tranzistor 1 a 4 tak se proud nakonec ustálí ve směru čevené šipky. Jaké napětí bude v bodě A a B je snadné určit. Na A bude (téměř) VCC2 zatímco na B bude (téměř) nula.
Pak všechny tranzistory zavřeme a cívka pořád chce "tlačit" proud v původním směru. Ve směru červené šipky to ale nejde protože tam stojí v cestě zavřené tranzistory a diody. Tak to musí jít ve směru modré šipky. Všimněte si že část jdoucí cívkou jde pořád stejným směrem. Otázka však je jaké napětí je teď v bodě A a B.
Pomůžeme si "selským rozumem". Aby se otevřela dioda D2 potřebujeme v bodě A mírné záporné napětí (pro normální diody tak -0.7 V). Aby se otevřela D3 potřebujeme v bodě B napětí asi tak o 0.7V větší než VCC1.
Takže okamžikem uzavření tranzistorů se napětí na cívce z + 12 voltů prudce změní na přibližně -13.5 voltů a to trvá tak dlouho dokud cívka má nějakou energii "uloženou" ve svém magnetickém poli - tedy dokud jí prochází (postupně klesající ) proud .

Namětí na civce se dá spočítat podle vzorečku
U = L* (delta I / delta T)
Což není tak důležité, krom toho že moderní polovodičové součástky (tranzistory) vypnou proud téměř okamžíte takže delta T je skoro 0 tudíž delta I/ delta T je (skoro ) nekonečno. Aby mě robotici nekamenovali tak jsem rychlým rozpínáním cívky vyráběl z 5 V - 100 V. Takové napětí na cívce žádný (běžně používaný) tranzistor nevydrží, proto je třeba mít v můstcích ochranné diody, nejlépe hodně rychlé a s velkým závěrným napětím, které nám chrání zavřené tranzistory.
Zkušení mohou namítat, že existují můstky s tranzistory MOSFET, které mají vestavěné diody, nebo typu "Locked antiphase" které se bez diod obejdou - ano ale to je věc pro zkušené - my ostatní prostě koupíme pro dvě kolečka 8 diod za 18 korun a máme klid....

Ještě (možná šokující) poznámku na závěr - paralelně s motorem (cívkou ) se většinou dává ještě konenzátor o kapacitě 1-100nF a to tak že jeden se dá do můstku a druhý na vývody motoru. Zkušní už vědí - to je filtrace rušení motoru. Ale budete se divit, že to má i jinou funkci - některé tranzistory jsou tak rychlé, že ani ty nejrychlejší ochranné diody by se nestačily otevřít a můstek by se i s diodami prorazil - tomu kondenzátor brání tím, že cívka (motor) jej nejprve musí "přebít" z +12 na -13 V a tím se získá pár nanosekund, kdy diody stačí zareagovat ...

No a když jsme u toho schémátku na obrázku - takto jsou zapojeny tzv. "univerzální spínané zdroje" - keré jsou schopny napětí zvyšovat, snižovat a pouštět je zleva doprava i zprava doleva jenom podle toho které ze 4 tranzistorů se spínají a které ne, dokonce i ve schémátku jsem to naznačil, protože VCC1 nemusí mít stejné napětí jako VCC2, ale to probereme někdy příště.

Nyní nám už zbývá jenom rada pro blondýny co dočetly až sem: Dnešní rada bude formou otázky - v nadpisu zmíněné napětí ve vztahu je jasné, ale co, proboha, je ten proud ;-))) ?
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama