搜索感知世界（五）認(rèn)識(shí)電感
2017-03-24 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
電感(電感線圈)是用絕緣導(dǎo)線(例如漆包線、紗包線等)繞制而成的電磁感應(yīng)元件,也是電子電路中常用的元器件之一。電感是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞制成的一組串聯(lián)的同軸線匝,它在電路中用字母“L”表示,主要作用是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。
電感主要特點(diǎn)
電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。當(dāng)線圈通入非穩(wěn)態(tài)電流時(shí),周圍就會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。通入線圈的功率越大,激勵(lì)出來(lái)的磁場(chǎng)強(qiáng)度越高,反之則小(磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和之前)。
電感一般分為空芯電感和磁芯電感兩種。空芯電感的電感量是一個(gè)定值常數(shù),應(yīng)用簡(jiǎn)單。
大型磁芯電感在工業(yè)中應(yīng)用的更多,電感量值的準(zhǔn)確與否是關(guān)鍵性問(wèn)題,無(wú)論從理論上還是實(shí)際應(yīng)用中都有重大的意義。
通過(guò)公式L=μ×Ae*N2/ l·進(jìn)行分析。L表示電感量、μ表示磁心的磁導(dǎo)率、Ae表示磁心的截面積、N表示線圈的匝數(shù)、lm表示磁心的磁路長(zhǎng)度。由此可知,當(dāng)某個(gè)電感生產(chǎn)成型后,Ae、N、lm 都為定值,那么影響電感出廠后量值的就只有磁導(dǎo)率μ了。
電感簡(jiǎn)介
電感是閉合回路的一種屬性,即當(dāng)通過(guò)閉合回路的電流改變時(shí),會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)來(lái)抵抗電流的改變。這種電感稱為自感(self-inductance),是閉合回路自己本身的屬性。假設(shè)一個(gè)閉合回路的電流改變,由于感應(yīng)作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)于另外一個(gè)閉合回路,這種電感稱為互感(mutual inductance)。
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自感
當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí),線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí),其周圍的磁場(chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,此變化的磁場(chǎng)可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(感生電動(dòng)勢(shì))(電動(dòng)勢(shì)用以表示有源元件理想電源的端電壓),這就是自感。
空芯電感就是自感。
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互感
兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí),一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈,這種影響就是互感?；ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
變壓器就是利用的互感原理。
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基本結(jié)構(gòu)
電感可由電導(dǎo)材料盤繞磁芯制成,典型的如銅線,也可把磁芯去掉或者用鐵磁性材料代替。比空氣的磁導(dǎo)率高的芯材料可以把磁場(chǎng)更緊密的約束在電感元件周圍,因而增大了電感。電感有很多種,大多以外層瓷釉線圈(enamel coated wire )環(huán)繞鐵素體(ferrite)線軸制成,而有些防護(hù)電感把線圈完全置于鐵素體內(nèi)。一些電感元件的芯可以調(diào)節(jié)。由此可以改變電感大小。小電感能直接蝕刻在PCB板上,用一種鋪設(shè)螺旋軌跡的方法。小值電感也可用以制造晶體管同樣的工藝制造在集成電路中。在這些應(yīng)用中,鋁互連線被經(jīng)常用做傳導(dǎo)材料。不管用何種方法,基于實(shí)際的約束應(yīng)用最多的還是一種叫做“旋轉(zhuǎn)子”的電路,它用一個(gè)電容和主動(dòng)元件表現(xiàn)出與電感元件相同的特性。用于隔高頻的電感元件經(jīng)常用一根穿過(guò)磁柱或磁珠的金屬絲構(gòu)成。
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電感作用
電生磁、磁生電,兩者相輔相成,總是隨同顯示。當(dāng)一根導(dǎo)線中擁有恒定電流流過(guò)時(shí),總會(huì)在導(dǎo)線四周激起恒定的磁場(chǎng)。當(dāng)把這根導(dǎo)線都彎曲成為螺旋線圈時(shí),應(yīng)用電磁感應(yīng)定律,就能斷定,螺旋線圈中發(fā)生了磁場(chǎng)。將這個(gè)螺旋線圈放在某個(gè)電流回路中,當(dāng)這個(gè)回路中的直流電變化時(shí)(如從小到大或許相反),電感中的磁場(chǎng)也應(yīng)該會(huì)發(fā)生變化,變化的磁場(chǎng)會(huì)帶來(lái)變化的“新電流”,由電磁感應(yīng)定律,這個(gè)“新電流”一定和原來(lái)的直流電方向相反,從而在短時(shí)刻內(nèi)關(guān)于直流電的變化構(gòu)成一定的抵抗力。只是,一旦變化完成,電流穩(wěn)固上去,磁場(chǎng)也不再變化,便不再有任何障礙發(fā)生。
從上面的過(guò)程來(lái)看,電感器的核心作用是阻止電流的變化。比如電流由小到大過(guò)程中,電感器都存在一種“滯后”作用,它能在一定時(shí)間內(nèi)抵御這種變化。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),正因?yàn)殡姼衅鲹碛袃?chǔ)存一定能量的作用,因此它才能在變化來(lái)臨時(shí)試圖維持原狀,但需要說(shuō)明的是,當(dāng)能量耗盡后,則只能隨波逐流。
電感的“通直阻交”特性,讓其在電路中能夠發(fā)揮巨大的作用。在板卡中,電感多被用在儲(chǔ)能、濾波、延遲和振蕩等幾個(gè)方面,是保障板卡穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要元件。
今天給大家簡(jiǎn)單的介紹了下電感,陸續(xù)的還會(huì)給大家介紹一些基本的電子知識(shí),然后小螺號(hào)會(huì)帶領(lǐng)大家做些簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì),再往后就會(huì)和大家一起做無(wú)線通信設(shè)備。
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