電圧スパイク

電気工学において、スパイクとは、電気回路内の電圧（電圧スパイク）、^[1]電流（電流スパイク）、または伝達されたエネルギー（エネルギースパイク）における高速で短時間の電気的過渡現象のことである。

回路の電位における高速で短時間の電気的過渡現象（過電圧）は、通常、 ^[2]によって引き起こされます。

• 雷が落ちる
• 停電
• 回路ブレーカーが落ちた
• 短絡
• 同じ電力線上の他の大型機器の電力遷移
• 電力会社による故障
• 電磁エネルギーが通常 100 kHz から 1 MHz の周波数範囲まで分散される電磁パルス(EMP) 。
• 誘導スパイク

重要なインフラや軍事ハードウェアの設計において、懸念されるのは核爆発によって生成されるパルスです。核電磁パルスは、1 kHz からGHzの範囲の周波数の大きなエネルギーを大気中に分散させます。

電圧スパイクの影響は、対応する電流の増加(電流スパイク) を生み出すことです。ただし、一部の電圧スパイクは電流源によって生成される場合があります。一定の電流が流れるように、必要に応じて電圧が増加します。放電インダクタからの電流はその一例です。

敏感な電子機器の場合、この電圧スパイクが材料の破壊電圧を超えたり、アバランシェ破壊を引き起こしたりすると、過度の電流が流れる可能性があります。半導体 接合部では、過度の電流によってデバイスが破壊されたり、著しく弱くなったりすることがあります。アバランシェダイオード、過渡電圧抑制ダイオード、バリスタ、過電圧クローバー、またはその他のさまざまな過電圧保護デバイスは、この過渡電流を迂回（シャント）して電圧を最小限に抑えることができます。^[3]

電圧スパイクはサージとも呼ばれ、磁場の急激な増加または減少によって発生し、関連する回路にエネルギーを誘導することがあります。ただし、電圧スパイクには、変圧器の故障や、事故や嵐による被害の結果として高電圧 (一次回路) 電力線が低電圧 (二次回路) 電力線に落ちるなど、より日常的な原因もあります。

電圧スパイクは、縦方向 (コモン) モードまたは金属 (ノーマルまたは差動) モードである可能性があります。サージ保護装置を使用することで、サージやスパイクによる機器の損傷をある程度防ぐことができます。スパイクの種類ごとに、保護装置を選択的に使用する必要があります。たとえば、コモン モードの電圧スパイクは、ノーマル モードの過渡現象用にインストールされた保護装置では検出されない場合もあります。

複数サイクルにわたって続く電力の増加または減少は、それぞれスウェルまたはサグと呼ばれます。1 分以上続く中断のない電圧増加は、過電圧と呼ばれます。これらは通常、電力配電システムの故障によって発生します。

• 無停電電源装置 – バッテリーを使用して電力供給の中断を防ぐ電気機器
• 電力品質 - 仕様を満たす電力の測定
• サージプロテクター – 電圧スパイクから電気機器を保護します
• フライバックダイオード - インダクタの両端の電圧スパイクを止めるダイオード - 誘導スパイクをコイルに送り返すデバイス。
• 電圧低下 – 電力配電システムの電圧が短時間低下すること