Stap 1: Details
Energie wordt opgeslagen in de primaire van de spoel wanneer stroom doorheen stroomt. Deze energie wordt geleverd door een DC power supply, meestal de 12 volt accu van de elektrische installatie van een voertuig.
Het primaire circuit wordt gedreven door een schakelaar op grond, waarmee het huidige stroom uit het stopcontact haalt via de primaire te sluiten. Wanneer de schakelaar aanvankelijk gesloten wordt, blijft de stroom in de spoel nul, aangezien de zelfinductie van de primaire niet toestaat de huidige ogenblikkelijk wijzigen. De stroom in de primaire vervolgens exponentieel toeneemt, totdat de waarde van de stationaire toestand wordt bereikt.
De huidige stabiele toestand is de maximale waarde die de huidige zal hebben. Het wordt bepaald door de spanning van de voeding en de totale serie weerstand van het primaire circuit.
De huidige stabiele toestand in de primaire wordt bepaald door:
I_steady_state = V_source/R_primary
Rprimary bestaat uit de totale weerstand van de draad in de primaire spoel, evenals de weerstand van de draden en andere verbindingen in het primaire circuit.
De lengte van de tijd die nodig is voor de stroomsterkte in de primaire te bereiken de steady-state-waarde wordt bepaald door de tijdconstante. De tijdconstante is een parameter die gelijk aan het primaire zelfinductie (in Henries is) gedeeld door de primaire weerstand (in ohm), en dus heeft de eenheden van seconden. In vergelijkingen is het gewoonlijk vertegenwoordigd met de Griekse letter tau. Een kleinere tijdconstante betekent dat de huidige sneller zal toenemen.
De vergelijking voor de stroom in de spoel is:
i(t)=I_steady_state*(1-e^(-t/time_constant)
De grafiek toont hoe verhoogt de stroom in de spoel na het sluiten van de schakelaar. De grafiek geeft de huidige steady-state waarde in procenten. Er rekening mee dat na 4 keer-constanten zijn verstreken, de huidige ongeveer 98% van de steady-state-waarde en de na 5 keer constanten, de huidige bedraagt meer dan 99% van de steady-state-waarde.
De relevante vergelijkingen voor het primaire circuit worden samengevat in een grafiek hieronder.
Energie in de primaire Winding
De energie opgeslagen in een spoel is een functie van de zelfinductie en de stroom die erdoor. De vergelijking voor de energie die is opgeslagen in een spoel is:
Energie = ½ * L * ik ^ 2.
Opnieuw verwijzen naar de grafiek waarin dat de huidige en de energie in de primaire spoel ten opzichte van de tijd is verstreken. Merk op dat hoe langer de schakelaar is gesloten, de minder extra energie wordt opgeslagen in de primaire zelfinductie. Na de eerste tijdconstante is de energie die opgeslagen 38% van het maximumbedrag. Na twee keer constanten zijn verstreken, is de totale energie opgeslagen 73%. Na drie maal constanten, is de totale energie opgeslagen 90%. Na vier tijd constanten, is de totale energie 96%, enzovoort. Na vijf keer-constanten zijn is de energie die opgeslagen in wezen op 100% van de grootst mogelijke waarde voor de netspanningsvoltage en primaire weerstand in het circuit.
Zodra de primaire stroom de steady-state-waarde bereikt heeft, kan geen extra energie worden opgeslagen in de primaire van de spoel. Als de schakeloptie gesloten na dit punt blijft, zal de energie uit de bron gewoon worden gedissipeerd als warmte in de weerstand van het primaire circuit. Het heeft dus geen zin om te houden van de schakelaar gesloten langer dan 4 of 5 tijd-constanten, zoals verleden dat punt van de energie gewoon zal worden verspild.
