インダクタの時定数

この場合、電流は無限大、di/dt=∞、誘導emfも無限に、無限電圧が存在しないため、電流はゼロ時間で有限量で変化する必要があるため、インダクタ内で電流が瞬時に変化することはできなくなることが分かっています。しかし、インダクタを流れる電流が非常に急速に変化する場合、スイッチの動作などにより、インダクタコイルを越えて高電圧を誘導することができます。

右側の純粋なインダクタの回路を考えてみましょう。スイッチ(S1)を開いた状態で、インダクタコイルを通る電流は流れなくなります。インダクタを通して電流が流れないため、コイル内の電流変化率(di/dt)はゼロになります。電流変化率がゼロの場合、インダクタコイル内に自己誘導型の戻りemf(VL = 0)は存在しない。

スイッチを閉じると(t = 0)、電流が回路を流れ、インダクタのインダクタンスによって決まる速度で、その最大値にゆっくりと上昇します。インダクタを流れるこの電流速度は、ヘンリーのインダクタインダクタンスを掛け合わせたもので、上記のファラデーの方程式VL= -Ldi/dtによって決定されるように、コイル全体に一定値の自己誘導emfが生成される。

この自己誘導emfはインダクタコイルを横切って、電流が最大値に達し、定常状態に達するまで印加電圧と戦う。コイルを流れる電流は、コイルの反動率(di/dt)が定常状態でゼロとなるため、コイルの巻線の直流または「純粋」抵抗のみによって決定されます。言い換えれば、実際のコイルでは、コイル直流抵抗のみが存在し、それ自体を通して電流の流れに対抗する。

同様に、スイッチ(S1)が開いた場合、コイルを流れる電流は落ち始めますが、インダクタはこの変化に対して再び戦い、逆方向に別の電圧を誘導することによって電流を以前の値に保とうとします。落下の傾きは負であり、下に示すようにコイルのインダクタンスに関連します。

インダクタの電流と電圧

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