真空中瞬間斷開電感,會怎樣?

時間 2021-05-12 11:53:18

1樓:阿爸助手

電感是通低頻阻高頻,通直流阻交流的特點,有阻礙電流發生變化的特性。

斷電瞬間,電流降低,電感想不讓電流降低,於是只有通過提高電壓來維持電流

而斷開了提高電壓也不能維持電流不變,於是電壓達到很高。

實際原理就是電流下降,磁通量發生變化,於是感應發電。

如果電感是串聯,停電時說明電源那端已經斷開,仍然會在斷開處產生高壓如果電感是併聯,則有幾種可能,可能維持用電器工作一段時間,也可能電感提供的電流過小,沒什麼影響,也可能瞬間產生高壓損毀用電器

2樓:水牛

要知道,中壓配電中(一般是路邊電線桿最頂上的三根線),使用最普遍的一種開關,叫做真空斷路器。真空斷路器的連線觸頭即完全密封在高度真空的瓷殼內。其真空度比燈泡高幾個數量級。

當真空斷路器斷開大型電動機上時,就是題主說的這種情況。大型電機結構上都是線圈,相當於很大的電感。此時,有兩個現象:

一,斷開時並不是沒有電弧,還可能很大。但是比空氣好的是,電弧完全來自觸頭材料的電子發射和正離子激發,沒有空氣電離,使得電弧容易斷開。一般交流電的話,電流過零點就會斷開。

這就是使用真空斷路器技術的主要原因。當然為了促進斷弧,觸頭等也有形狀磁路等設計,不然過零點之後還可能電弧復燃,造成斷開失敗。

在斷開過程中,電弧產生的電子發射和高溫會造成觸頭損耗,使表面燒蝕,材料微粒飛散沉積到外殼內壁上,使得壽命減少。

第二個現象是,斷開電動機時,一般不可能嚴格電流過零點,都是在幾安培甚至幾十安培就會因能量太小而電弧熄滅,完全開斷。此時因為電動機電感的存在,在電路中會產生很高的電磁脈衝,表現就是乙個瞬間高電壓脈衝,對於外面正常工作額定一萬伏特的高壓線路,這個過電壓可能高達10萬伏特以上,可以直接破壞電動機絕緣。所以,電力系統中一般會配置過電壓吸收器來抑制電感斷開瞬間的電壓尖峰。

希望對題主有幫助。

3樓:

寫了這個回答不知道會不會被中美兩國網管同時盯上……

結論:真空中瞬間斷開流有電流的電感,會產生乙個非常大的感應電動勢,這個電動勢的電壓值是如此的高以至於會以乙個強電磁脈衝的形式擴散到空間中。而這就是電磁脈衝彈的基本原理,即炸開乙個通有大電流的線圈。

這類問題屬於電氣工程的極端條件研究方向,比如電感突然斷開,比如兩個不同電壓的電容瞬間搭接等等。分析這類問題的工具還是麥克斯韋方程組的四個方程,但是由於時間極短,對時間求導的方程也基本都成了衝激函式,所以物理描述也並不容易。

一般電路中,電感中儲存的電磁能為LI^2/2。由於能量不能突變,電感電流不能突變,所以通常如果想斷開電路,即會在斷開的觸頭處形成電弧。因為畢竟斷開是乙個連續的物理過程,導體間隙是從0到乙個有限值。

電現象都是光速,遠快於物理移動速度,所以在觸頭剛剛脫離的瞬間,電弧就產生了。有空氣的空氣被擊穿,即氣體放電。沒有空氣的真空也會出現場致電子發射,這時候就成了真空管了。

電子會被強大的電場推送著繼續按照原來的方向運動。這就是電網中的斷路器需要幹的事情:滅弧

那麼對於題主這種極端情況下的電路,電路卻被炸開了,幾十個毫秒之內,導電通路被徹底炸斷,這時候電流表示很無奈啊,電路徹底沒了,你讓我電流還怎麼流。於是此時電路模型便不再適用,需要用波場模型來描述了。電路分析永遠只是麥克斯韋方程組的乙個特例,一旦電路模型失效,就得用原裝的四大方程來分析。

由於電流瞬間消失,電流對時間的偏導數將成為乙個衝激函式δ(x,y,z,t),此時的反電動勢將特別高。接下來就是用一系列衝擊函式來模擬電壓函式,你會發現方程求解出來是乙個衝激行波函式,即電磁能會以乙個強磁脈衝的方式輻射到空間中。這個電磁脈衝是如此的強大,以至於所到之處,凡是導體,都會感應出乙個強烈的反電動勢抵禦它。

如果這個脈衝功率夠大,可以使得一切晶元從內部擊穿,所有電子裝置都會隨之癱瘓。

友情提示,這種實驗需要在有防護的環境內操作,請各位同學不要作死,不要在家做喲。做一次家電換一遍不說,說不定還會被你們所在地區的國安部門盯上喲,畢竟異常電磁訊號太容易捕捉了。更新

4樓:靈劍

真空當中如果電壓夠高的話也會有陰極射線,也就有電流,相當於擊穿了。

如果電壓不夠的話其實這個事也很簡單,斷開的地方形成電容,於是變成乙個LC振盪迴路,因為這個電容非常小,所以振盪頻率很高,最終能量會變成電磁波輻射出去。

5樓:gay哩gay哩愛

擊穿空氣也就是說某二極(正負極或者是正極與零勢面 )的電勢差足夠高足以擊穿那麼我們可以理解為以某二極為極板的電容被擊穿了

同理在真空中如果電勢差足夠大也可以發生與空氣中類似喝多事情

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