感知世界（五）認(rèn)識電感

2017-03-24 by:CAE仿真在線來源: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,主要作用是對交流信號進(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

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,周圍就會產(chǎn)生變化的磁場。通入線圈的功率越大,激勵出來的磁場強度越高,反之則小(磁感應(yīng)強度達(dá)到飽和之前)。

電感一般分為空芯電感和磁芯電感兩種?？招倦姼械碾姼辛渴且粋€定值常數(shù),應(yīng)用簡單。

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)鍵性問題,無論從理論上還是實際應(yīng)用中都有重大的意義。

通過公式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表示磁心的磁路長度。由此可知,當(dāng)某個電感生產(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。

電感簡介

電感是閉合回路的一種屬性,即當(dāng)通過閉合回路的電流改變時,會出現(xiàn)電動勢來抵抗電流的改變。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)一個閉合回路的電流改變,由于感應(yīng)作用而產(chǎn)生電動勢于另外一個閉合回路,這種電感稱為互感(mutual inductance)。

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自感

當(dāng)線圈中有電流通過時,線圈的周圍就會產(chǎn)生磁場。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時,其周圍的磁場也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,此變化的磁場可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(感生電動勢)(電動勢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

兩個電感線圈相互靠近時,一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈,這種影響就是互感。互感的大小取決于電感線圈的自感與兩個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,它用一個電容和主動元件表現(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時,總會在導(dǎo)線四周激起恒定的磁場。當(dāng)把這根導(dǎo)線都彎曲成為螺旋線圈時,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。將這個螺旋線圈放在某個電流回路中,當(dāng)這個回路中的直流電變化時(如從小到大或許相反),電感中的磁場也應(yīng)該會發(fā)生變化,變化的磁場會帶來變化的“新電流”,由電磁感應(yīng)定律,這個“新電流”一定和原來的直流電方向相反,從而在短時刻內(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,磁場也不再變化,便不再有任何障礙發(fā)生。

從上面的過程來看,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程中,電感器都存在一種“滯后”作用,它能在一定時間內(nèi)抵御這種變化。從另一個角度來說,正因為電感器擁有儲存一定能量的作用,因此它才能在變化來臨時試圖維持原狀,但需要說明的是,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,電感多被用在儲能、濾波、延遲和振蕩等幾個方面,是保障板卡穩(wěn)定、安全運行的重要元件。

今天給大家簡單的介紹了下電感,陸續(xù)的還會給大家介紹一些基本的電子知識,然后小螺號會帶領(lǐng)大家做些簡單的電路設(shè)計,再往后就會和大家一起做無線通信設(shè)備。

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