Перейти к содержанию

Пусковой ток

Пусковой ток — кратковременный бросок тока в момент включения нагрузки, который в разы превышает рабочий ток. Из-за него свариваются контакты реле, срабатывают предохранители и перегружаются источники питания, хотя по рабочему току всё рассчитано с запасом.

Обновлено Редакция GAW

Пусковой ток (inrush current) — кратковременный ток в момент включения нагрузки, который намного больше её рабочего тока. Причины разные: холодная спираль лампы накаливания имеет малое сопротивление, двигатель в момент пуска ещё неподвижен, разряженный конденсатор в первый момент ведёт себя как короткое замыкание. По мере разгона, нагрева или заряда ток спадает до рабочего.

Кратности по типам нагрузки

НагрузкаПусковой ток относительно рабочего
Активная (нагреватель, резистор)равен рабочему
Двигательв 5–10 раз
Трансформаторв 5–15 раз
Лампа накаливанияв 10–15 раз
Соленоидв 10–20 раз
Ёмкостная нагрузкав 20–40 раз

Ориентировочные значения — из рекомендаций Panasonic по применению реле. Контакты, которые замыкаются с дребезгом под таким током, плавятся и свариваются, поэтому реле выбирают с запасом именно по пусковому току. Подробно о нагрузках и выборе контактов — в статье «Реле».

Конденсатор и резистор

Разряженный конденсатор, подключённый к источнику через резистор, в первый момент берёт ток U / R, который затем спадает по экспоненте с постоянной времени τ = RC: через τ остаётся 36,8 % начального тока, через 5τ — 0,7 %. Резистор ограничивает бросок, но рассеивает в первый момент мощность U² / R. Начальный ток, время заряда и нагрев резистора считает калькулятор заряда конденсатора.

Выключение индуктивной нагрузки создаёт обратную проблему — выброс напряжения, от которого защищает обратный диод.

Частые вопросы

Во сколько раз пусковой ток больше рабочего?

Зависит от нагрузки. По ориентировочным данным Panasonic: у ёмкостной нагрузки — в 20–40 раз, у соленоида — в 10–20, у лампы накаливания — в 10–15, у трансформатора — в 5–15, у двигателя — в 5–10 раз. У активной нагрузки — нагревателя, резистора — пусковой ток равен рабочему.

Почему лампа накаливания берёт большой ток при включении?

Сопротивление холодной вольфрамовой спирали намного меньше, чем раскалённой. В первый момент лампа потребляет ток в 10–15 раз больше рабочего, пока спираль не нагреется. Поэтому реле и выключатели для ламп выбирают с запасом по пусковому току, а не только по мощности лампы.

Как ограничить пусковой ток конденсатора?

Резистором последовательно с конденсатором: разряженный конденсатор в первый момент ведёт себя как короткое замыкание, и ток ограничивает только резистор, I = U / R. Дальше ток спадает по экспоненте с постоянной времени RC. Мощность резистора в первый момент — U² / R, а за весь заряд в нём выделяется столько же энергии, сколько запасается в конденсаторе.

Источники

  1. Panasonic. Relays Cautions for Use — пусковые токи нагрузок относительно рабочего: соленоид 10–20, двигатель 5–10, лампа накаливания 10–15, ёмкостная нагрузка 20–40, трансформатор 5–15 раз; резистор 10–50 Ом при длинных проводах
  2. L. Ernst (WA2GKH). Capacitor TC Calc, Version 2.1r. ARRL, 2020 — заряд конденсатора через резистор по экспоненте с постоянной времени RC

Нашли ошибку?

Смотрите также