RL Zaman Sabiti Hesaplama
- %99 için (5τ)
- —
- Son akım
- —
- t anındaki akım
- —
- Hedefe ulaşma süresi
- —
- Depolanan enerji
- —
Kullanılan formüller
τ = L / R · I(t) = (V/R)·(1 − e−t/τ) · VL(t) = V·e−t/τ
Kısa cevap RL devresinde zaman sabiti nasıl hesaplanır?
RL devresinin zaman sabiti τ = L / R'dir. Gerilim uygulandığında bobin akımı I(t) = (V/R)·(1 − e^(−t/τ)) ile yükselir ve yaklaşık 5τ'da son değerine ulaşır. Bobinde depolanan enerji ½·L·I²'dir; akım aniden kesildiğinde bu enerji yüksek bir gerilim darbesi oluşturduğu için flyback diyot kullanılır.
Bobin, akımdaki ani değişime karşı koyar. Bir röle bobinine gerilim uygulandığında akım anında son değerine çıkmaz; τ = L / R zaman sabitiyle üstel olarak yükselir. Anahtar açıldığında ise akım aniden kesilmek istemez ve bobin uçlarında besleme geriliminin çok üstünde bir gerilim oluşturur. Araç RL devresinin zaman sabitini, istediğiniz andaki akımı, hedef akıma ulaşma süresini ve bobinde depolanan enerjiyi hesaplar; akımın ve bobin geriliminin zamanla değişimini grafikle gösterir.
Formüller
Akım artarken I(t) = (V/R)·(1 − e−t/τ), bobin gerilimi VL(t) = V·e−t/τ'dir. Başlangıçta bobin açık devre gibi davranır (tüm gerilim bobinde), sonunda kısa devre gibi (tüm gerilim dirençte). Bobinde depolanan enerji E = ½·L·I²'dir.
Neden flyback diyot?
Akım taşıyan bir bobinin devresi aniden açıldığında V = L·dI/dt ilişkisi nedeniyle çok büyük bir ters gerilim oluşur. 100 mH'lik bir röle bobininde 50 mA akımı 1 µs'de kesmek teoride 5000 V demektir; bu gerilim sürücü transistörü anında bozar. Bobinin iki ucuna ters yönde bağlanan diyot (flyback, serbest dönüş diyotu) akıma yol açar ve enerjiyi bobinin kendi direncinde yavaşça harcatır. Araçta hesaplanan enerji, diyotun ve bobinin bu anda harcaması gereken enerjiyi gösterir.
Çalışılmış örnek
12 V'luk bir röle bobini 240 Ω dirence ve yaklaşık 0,5 H endüktansa sahip olsun. τ = 0,5 / 240 ≈ 2,1 ms, son akım 50 mA'dir. Akım 5τ ≈ 10 ms'de oturur; rölenin çekme süresinin bir kısmı bu yüzdendir. Depolanan enerji ½ × 0,5 × 0,05² ≈ 0,6 mJ'dür.
Sıkça sorulan sorular
RL ile RC arasındaki temel fark nedir?
RC devresinde kondansatör gerilimi, RL devresinde bobin akımı ani değişemez. τ formülleri de terstir: RC'de direnç büyüdükçe süre uzar, RL'de kısalır.
Motor sargıları için de geçerli mi?
Evet; dönmeyen bir motorun sargısı bir RL devresidir. Motor döndüğünde ek olarak ters EMK oluşur ve akım hesabı değişir.
Flyback diyot röleyi yavaşlatır mı?
Diyot akımı yavaşça sönümlediği için rölenin bırakma süresini uzatır. Hızlı bırakma gerekiyorsa diyotla seri bir zener eklenir; enerji daha yüksek bir gerilimde, daha hızlı harcanır.
Direnç, kondansatör ve diğer komponentler için ürünlerimize göz atın.
Bobin ve Röleler