릴레이 코일과 플라이백 다이오드
전원을 끈 뒤에도 코일은 계속한다
릴레이는 자기 코일로 스위치 접점을 움직입니다. 플라이백 다이오드는 구동 스위치가 열린 뒤 코일 전류의 길을 만듭니다. 자기장 에너지가 즉시 사라지지 않고 줄어드는 모습을 보세요.
실험대
회로 설정을 바꾸고 측정값을 예상한 뒤 과제를 확인하세요. 학습용 모델이며 각 수업에서 가정을 설명합니다.
로그인하여 진도 저장. 게스트 진도는 이 기기에 저장돼요.
동작 원리
안정적으로 통전한 코일을 저항 R과 인덕턴스 L로 나타냅니다. 해제는 항상 있는 이상적인 0.7 V 다이오드를 통한 감소 시점을 선택하며 실험실 전원은 유지됩니다. 무보호 전압, 접점 움직임, 바운스나 실제 릴레이 복귀 시간은 계산하지 않습니다.
Vs는 코일 전원, R은 권선 저항, L은 인덕턴스, I는 전류, t는 스위치를 연 뒤 시간입니다. Vsw는 0 V 기준 스위치 노드 전압이며 D는 다이오드입니다. mH는 천분의 일 헨리, ms는 천분의 일 초, µJ는 백만분의 일 줄의 에너지입니다. 해제 전 I0 = Vs/R입니다. 식에서 exp는 지수 감소, max는 음의 전류를 막습니다. 전류가 흐르면 Vsw = Vs + 0.7 V이고 전류가 0이면 Vsw = Vs입니다.
난이도
만들기 · 회로 만들기
전원 5 V, 권선 저항 100 Ω, 인덕턴스 100 mH로 전원을 켜세요. 코일 통전을 유지하고 50 mA와 125 µJ를 읽으세요.
힌트가 필요한가요?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH → I = 50 mA; E = 125 µJ
탐구하기 · 경계 살펴보기
같은 5 V, 100 Ω, 100 mH에서 코일을 해제하고 끈 뒤 1 ms를 선택하세요. 약 13.969 mA와 스위치 노드 5.7 V를 읽으세요.
힌트가 필요한가요?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → I ≈ 13.969 mA; Vsw = 5.7 V
스스로 풀기 · 문제 해결
5 V, 100 Ω, 100 mH를 유지하고 해제한 코일의 3 ms를 선택하세요. 전류와 저장 에너지를 0으로 만드세요.
힌트가 필요한가요?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 3 ms → I = 0 mA; E = 0 µJ
추가 읽기와 회로 레시피
전원을 끈 뒤에도 코일은 계속한다
스위치가 열려도 전류는 즉시 멈출 수 없습니다. 자기장이 에너지를 내놓고 코일 권선과 다이오드로 된 새 고리에 전류를 흐르게 합니다. 다이오드 방향은 정상 전원 전류를 막고 감소 중의 전류는 통과시킵니다.
I0 = Vs/R; I(t) = max((I0 + 0.7/R) × exp(−Rt/L) − 0.7/R, 0); E = ½LI²
초기 에너지 E = ½LI²는 권선과 다이오드에서 소모됩니다. 고정된 다이오드 전압 강하는 전류를 방해하는 전압을 더합니다. 모델은 전류가 0에 도달하면 감소를 멈춥니다.
유용한 규칙
5 V, 100 Ω, 100 mH에서 전류는 약 2.097 ms에 0이 됩니다. 고정된 0.7 V 다이오드 전압 강하는 유한 시간에 멈추게 합니다. 순수 지수 곡선이라면 계속 0에 접근합니다.
모델 밖에서는
낮은 전압의 순환 경로는 전압 부담을 제한하지만 전류를 계속 흐르게 합니다. 높은 제한 전압보다 실제 접점 복귀가 늦을 수 있습니다. 이 전기 모델은 접점 시간을 예측하지 않습니다.
피하면 좋은 함정
해제는 이미 안정된 코일에서 시작하며 짧게만 통전한 코일을 다루지 않습니다. 계산상 전류 0은 실제 접점이 움직인 시각이 아닙니다.
인덕턴스만 두 배로 하고 전원, 저항, 측정 시점 1 ms는 유지합니다. 남은 코일 전류는…
- 더 크다
- 같다
- 즉시 0이 된다
더 읽기
초기 전류 Vs/R는 같지만 큰 인덕턴스가 감소를 늦추므로 같은 시점에 더 많이 남습니다.
회로 만들기
5 V, 100 Ω, 100 mH로 코일을 통전하세요. 안정된 50 mA는 125 µJ를 저장하고 닫힌 이상적인 스위치 노드는 0 V입니다.
I = 50 mA; Vsw = 0 V; E = 125 µJ
경계 살펴보기
같은 값으로 코일을 해제하고 1 ms를 선택하세요. 약 13.969 mA, 노드 5.7 V, 남은 에너지 9.757 µJ를 읽으세요.
I ≈ 13.969 mA; Vsw = 5.7 V; E ≈ 9.757 µJ
한 가지 바꾸기
5 V와 100 Ω에서 해제 후 1 ms의 100 mH와 200 mH를 비교하세요. 초기 전류는 같지만 큰 인덕턴스는 더 많은 에너지와 전류를 유지합니다.