設計例: 自動車の点火システム

自動車の点火システムには、2つの電極がエアギャップで区切られたスパークプラグという重要なコンポーネントが含まれています。これらの電極間に高電圧が印加されると、エアギャップ全体に火花が発生し、燃料に点火します。

小型の自動車用バッテリーで動作するスパークプラグを設計するには、インダクタの特性を使用する必要があります。

イグニッションスイッチを閉じると、スパークコイルの電流は安定するまで着実に上昇します。定電流では、電圧はゼロになります。

しかし、スイッチが突然開くと、インダクタの内部と周囲の急速に崩壊する磁場が高電圧を生成し、火花を引き起こします。

設計上の目的で、既知のインダクタンスと抵抗を持つスパークコイルを検討します。12Vのバッテリが電力を供給する場合、スイッチがオフのときのコイルを流れる最終電流と、スイッチの開始時間を2マイクロ秒と仮定してエアギャップの両端の電圧を推定することが目標です。

バッテリーの電圧とコイルの抵抗の比が電流を与えます。

一方、電圧は、インダクタの電圧関係に既知の値を代入することによって決定されます。