電流を遮断した時回路のエネルギーはどうなりますか

質問

電気回路の電流を遮断した時は０．５×インダクタンス×電流×電流のエネルギーが火花となって放出されるのでしょうか。たしかにに遮断器の場合は火花が出ますが、交流をダイオードで整流する場合はどうでしょうか。この場合も電流を遮断しているのですが、火花は出ません。

回答No.3

foobar · ベストアンサー

ダイオード整流器などの電源転流の場合には、
電源電圧が反転し、電流が0になってダイオードなどがOFFになります。
ダイオード自体が電流を遮断しているわけではありません。

IGBTなどの自己消弧素子の場合には、電流を遮断します。
が、負荷のインダクタンスに関しては、電圧型変換器の構成では、
還流ダイオードでエネルギーが電源に回収されます。
整流回路の内部のインダクタンス成分に関しては、そのままだとサージ電圧が生じるので、（スナバなどの）コンデンサでエネルギーを一旦引き受けます。
（コンデンサとスイッチング素子の間のインダクタンス分などについては、スイッチングOFFの時の損失となってスイッチング素子で消費されます）

お礼

回答ありがとうございます。ダイオードに関しては電流が０になるとの説明理解できました。ＩＧＢＴはエネルギーが電源に回収されるとの説明は本で確認します。

回答No.4

maccha_neko

基本的にはその分のエネルギーはどこかに放出せざるを得ません．
スイッチがOFF状態になるときに急激に抵抗値が増大するのですが，インダクタンスは今までどおりの電流を流そうとします．
エネルギーが小さければこの分のエネルギーは配線の間の浮遊容量などに「充電」する形（1/2×CV^2ですね）で吸収され，この電圧が空気を絶縁破壊するほどの大きさにならないので，一時的に電圧上昇＝＞その後漏れ電流などにより次第に放電という具合で電圧が落ちていきます．
エネルギーが大きければ空気を絶縁破壊するほどになり，また持続時間も長くなるので接点の間で火花が飛ぶのが見えるわけですね．

整流回路の場合にはダイオードの先にコンデンサがあるのが普通だと思いますが，このときはコンデンサの容量も大きいので，電圧の上昇は更に小さくなるため，放電せずに単にコンデンサの電圧の一時的な上昇にとどまります．

ちなみに，このインダクタンスとコンデンサの間のエネルギーの交換を意図的に利用したのがスイッチング電源です．

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.1

fjnobu

コイルには、1/2＊L＊I^2のエネルギーがたまります。直流を遮断した場合は逆起電力を放出する回路が無ければ火花でそのエネルギーを放出します。普通は火花消去の回路をつけているので火花は出しません。交流をダイオードで整流してもそのエネルギーは蓄えられます。火花が出るか出ないかは、たまったエネルギーの放出回路により決まるのです。たまたまあなたの実験した回路が火花が出るエネルギーにならなかっただけです。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.2

fjnobu

コイルには、1/2＊L＊I^2のエネルギーがたまります。直流を遮断した場合は逆起電力を放出する回路が無ければ火花でそのエネルギーを放出します。普通は火花消去の回路をつけているので火花は出しません。交流をダイオードで整流してもそのエネルギーは蓄えられます。火花が出るか出ないかは、たまったエネルギーの放出回路により決まるのです。たまたまあなたの実験した回路が火花が出るエネルギーにならなかっただけです。