Diode verhält sich nicht als Kurzschluss

Wie andere darauf hingewiesen haben, ist eine Diode kein "perfekter" Kurzschluss (oder Leerlauf). Wenn Sie jedoch die „Einschränkungen“ verstehen, können Sie das idealisierte Verhalten überall verwenden, außer im Bereich der Einschränkungen.
Für Ihre spezielle Schaltung müssen Sie wissen, dass eine Induktivität zunächst als offener Stromkreis und nach Erreichen des stationären Zustands als Kurzschluss erscheint. Das bedeutet, dass sich Ihre Schaltung zunächst so verhält, als wären nur der Widerstand und die Diode (in Reihe) mit der Versorgung verbunden. Die Diode ist also in Vorwärtsrichtung vorgespannt und wirkt wie ein Kurzschluss.
Wenn der Induktor den stationären Zustand erreicht, geht die Spannung an ihm auf Null, und daher geht die Spannung an der Diode auf Null. Da die Diode mindestens 0,6 V benötigt, um in Vorwärtsrichtung vorgespannt zu sein, hört sie auf zu leiten, wenn die Spannung an der Induktivität unter 0,6 V fällt. An diesem Punkt verhält sich die Schaltung so, als ob nur der Widerstand und die Induktivität (in Reihe) mit der Versorgung verbunden wären.
Ich hoffe, Sie können jetzt sehen, dass Ihr Simulator das richtige Schaltungsverhalten zeigt .

Anfänglich widersteht die Induktivität der Stromänderung, wodurch die Diode zum Weg des geringsten Widerstands wird und bewirkt, dass sie den größten Teil des Stroms führt. Wenn sich das Magnetfeld im Induktor aufbaut, nimmt die Spannung darüber ab, da mehr Strom fließen kann. Die Diode muss einen Durchlassspannungsabfall (normalerweise 0,6 V) berücksichtigen, sodass sie keinen Strom mehr leitet, nachdem die Spannung über der Induktivität unter die Durchlassspannung der Diode gefallen ist.

Ja, die Vorposter haben recht. Zur weiteren Verdeutlichung ist eine Diode kein Kurzschluss, sondern ein Schwellenwertgerät. Sie beginnt zu leiten, wenn die Spannung an ihr (bei richtiger Ausrichtung zum Leiten) größer als ein bestimmter Wert ist, typischerweise 0,6 V (kann jedoch für spezielle Typen abweichen) .
Es verhält sich also so, wenn die Spannung unter 0,6 V liegt, fließt kein Strom, und wenn die Spannung über dieser Schwelle liegt, fließt Strom.

Der Induktor reagiert anders auf plötzliche Stromänderungen, er weist eine sogenannte Impedanz auf, das heißt, er hat zwar einen Widerstand R, aber auch eine Induktivität L, eine Komponente, die direkt von der Frequenz abhängt.

Ein Induktor reagiert also, wenn er plötzlich an eine Spannungsversorgung angeschlossen oder von dieser getrennt wird, indem er kurzzeitig die Spannung erhöht und der Strom zunächst fast Null ist, um sich einen kurzen Moment später mit kleineren Strömen und Spannungen gegen Null einzupendeln.

Die Diode in der Schaltung sieht diesen Spannungsanstieg (während der Strom in der Spule immer noch fast Null ist) und schließt, wodurch die Spitze durch sie fließen kann, wodurch auch die übermäßige Spannung an der Spule und damit der große Strom in der Diode reduziert wird fließt für ganz kurze Zeit.

Eine sehr gebräuchliche Anordnung, die normalerweise als SNUBBER bezeichnet wird, finden Sie in einigen Schaltrelais oder sogar Halbleitergeräten. Seine Funktion besteht darin, die übermäßige Spannungsspitze daran zu hindern, die Spulenisolierung zu brechen, indem die große Spannungsspitze vorübergehend geleitet und dann geschlossen wird, wenn die Spannung an der Spule auf nahe Null zurückkehrt. Ich habe die obigen Gleichungen und Beobachtungen lediglich in Laien übersetzt, hoffe es hilft.

Wenn genug Zeit vergangen ist, verhält sich die Induktivität wie ein Kurzschluss und überbrückt die Diode. Das bedeutet$V_d=0$und es fließt kein Strom durch die Diode.

OTOH, zum genauen Zeitpunkt des Umschaltens versucht der Induktor, seinen Strom zu halten (der zufällig Null ist, weil er nicht erregt ist). Aus diesem Grund verhält es sich kurzzeitig wie ein offener Stromkreis und der gesamte Strom fließt durch die Diode, die in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, bis die Spannung in der Induktivität unterschritten wird$V_f$.

Für eine Induktivität

$V = L\dfrac{di}{dt}$

In jedem stationären Zustand gibt es keine zeitliche Änderung des Stroms, daher MUSS die Spannung über der Induktivität Null sein.