冲击电流,又称瞬变电流,指电流在短时间内突然变化的电流。在实际应用中,很多电气设备开关的瞬间通断,都会产生冲击电流。
冲击电流的特点是电流突变快,频率高,持续时间短,峰值电流很大,常常可以达到电路正常工作电流的数倍甚至数十倍。
冲击电流产生的原因很多,主要包括以下几个方面:
当电路中包含电容性负载时,这些负载会在电压突变时产生冲击电流。因为电容器极板上的电荷随着电压变化而变化,所以在电压变化瞬间,极板上的电荷密度也随之变化,从而导致电荷运动加速和减速。这就产生了瞬态电流。
当电路中存在感性负载时,这些负载会在电压变化瞬间产生电动势。因为感应电动势的大小和电流变化率成正比,所以电压突变时,感性负载就会产生大量的冲击电流。
电感的特性是电流发生变化时会产生反电动势,反电动势的方向与电流方向相反。当电感储存的能量在短时间内突然释放时,就会产生冲击电流。
冲击电流虽然持续时间极其短暂,但是其峰值电流却非常大,足以对电气设备造成极大的危害。主要表现在以下几个方面:
冲击电流的峰值电流很大,容易导致开关元件烧毁。尤其是在高压、大电流的情况下,烧毁现象更加严重。
冲击电流对电气设备的损坏也非常严重。例如电子设备中的集成电路,如果受到冲击电流的影响,会导致其内部元件损坏,从而影响整个电子设备的正常工作。
冲击电流会产生强烈的电磁场和电磁波,可能会对周围的电气设备产生影响,引起各种干扰问题,严重影响电气设备的正常工作。
为了保证电气设备的正常工作,必须采取措施防止冲击电流的产生和传导。以下是一些常用的防护措施:
对于容易产生冲击电流的负载,可以采用安装充电电感的办法来抑制冲击电流的产生。充电电感的作用就是减缓电容器的电荷变化速率,从而减少冲击电流的峰值和时间。
对于感性负载,可以采用安装阻尼电阻的办法来抑制冲击电流的产生。阻尼电阻的作用是减缓电路中电流的变化速率,从而减少冲击电流的峰值和时间。
在电路中增加适当的熔断器,可以在电路受到过流的情况下迅速切断电路,避免电气设备受到过大的冲击电流而损坏。
在电路设计时,要尽可能地减少冲击电流的产生。可以通过选择合适的电阻、电容、电感等元器件,来减缓电路中电流的变化速率,从而减少冲击电流的峰值和时间。