Recentemente, comecei a jogar com simulador de circuito on-line e, em um circuito muito simples, não consigo entender o comportamento
Eu tenho uma fonte de tensão conectada através de um resistor limitador de corrente a um diodo e um indutor em paralelo. Até onde eu sei, um diodo deve se comportar como um curto-circuito quando seu ânodo é conectado ao terminal positivo da fonte de tensão. Neste simulador, algo muito estranho acontece: quando eu fecho o comutador, muita corrente passa pelo diodo (e uma quantidade muito pequena pelo indutor) e, após alguns segundos, não há uma queda significativa da corrente no diodo até que ele pare completamente. Por que é que?
link para o meu circuito no simulador: Link (clique no interruptor para fechá-lo e assista à simulação)
Respostas:
Como outros já apontaram, um diodo não é um circuito curto (ou aberto) "perfeito". No entanto, se você entender suas "limitações", poderá usar o comportamento idealizado, exceto a área de limitações.
Para o seu circuito em particular, você deve saber que um indutor aparece inicialmente como um circuito aberto e, em seguida, como um curto-circuito após atingir o estado estacionário. O que isto significa é que, inicialmente, seu circuito se comporta como se apenas o resistor e o diodo (em série) estivessem conectados à fonte. Portanto, o diodo é polarizado para a frente e age como um curto.
À medida que o indutor atinge o estado estacionário, a voltagem passa a zero e, portanto, a voltagem passa pelo diodo a zero. Como o diodo precisa de pelo menos 0,6V para ter polarização direta, ele pára de funcionar quando a tensão no indutor fica abaixo de 0,6V. Nesse ponto, o circuito se comporta como se apenas o resistor e o indutor (em série) estivessem conectados à fonte.
Espero que agora você possa ver que o seu simulador está mostrando o comportamento correto do circuito.
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Inicialmente, o indutor resiste à mudança de corrente, tornando o diodo o caminho de menor resistência e fazendo com que ele carregue a maior parte da corrente. Quando o campo magnético no indutor se acumula, a tensão através dele diminui à medida que permite a passagem de mais corrente. O diodo possui uma queda de tensão direta (normalmente 0,6V), portanto, ele não conduzirá nenhuma corrente depois que a tensão no indutor cair abaixo da tensão direta do diodo.
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Sim, os pôsteres anteriores estão certos. Para esclarecer ainda mais, um diodo não é um curto-circuito, mas um dispositivo de limiar, ele inicia a condução sempre que a tensão através dele (quando orientada adequadamente para a condução) for maior que algum valor, normalmente 0,6V (mas pode diferir para tipos especiais) .
Portanto, ele se comporta dessa maneira sempre que a tensão é inferior a 0,6 V, nenhuma corrente flui e quando a tensão está acima desse limite, a corrente flui.
O indutor responde a mudanças repentinas na corrente de uma maneira diferente, exibindo algo chamado impedância, que é uma maneira de dizer que, embora tenha uma resistência R, também possui uma indutância L, um componente diretamente dependente da frequência.
Assim, um indutor quando repentinamente conectado ou desconectado de uma fonte de tensão reage aumentando a tensão por um breve período e a corrente é inicialmente quase zero, apenas para resolver um breve momento depois com correntes e tensões menores se aproximando de zero.
O diodo no circuito vê esse aumento de tensão (enquanto a corrente ainda é quase zero na bobina) e fecha, deixando o pico fluir através dela, reduzindo também a tensão excessiva na bobina e, portanto, a grande corrente no diodo que flui por um tempo muito curto.
Um arranjo muito comum, geralmente chamado SNUBBER, é o que você encontrará em alguns relés de comutação ou mesmo dispositivos de estado sólido. Sua função é impedir que o pico de tensão excessivo rompa o isolamento da bobina conduzindo temporariamente o grande pico de tensão e depois feche quando a tensão na bobina retornar perto de zero. Apenas traduzi as equações e observações acima em termos leigos, espero que ajude.
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Para um indutor,
Em qualquer condição de estado estacionário, não há mudança de corrente em relação ao tempo, portanto, a tensão no indutor DEVE ser zero.
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