感知世界（五）认识电感

2017-03-24 by:CAE仿真在线来源:互联网

电感(电感线圈)是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,也是电子电路中常用的元器件之一。电感是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母“L”表示,主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

电感主要特点

电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。当线圈通入非稳态电流时,周围就会产生变化的磁场。通入线圈的功率越大,激励出来的磁场强度越高,反之则小(磁感应强度达到饱和之前)。

电感一般分为空芯电感和磁芯电感两种。空芯电感的电感量是一个定值常数,应用简单。

大型磁芯电感在工业中应用的更多,电感量值的准确与否是关键性问题,无论从理论上还是实际应用中都有重大的意义。

通过公式L=μ×Ae*N2/ l·进行分析。L表示电感量、μ表示磁心的磁导率、Ae表示磁心的截面积、N表示线圈的匝数、lm表示磁心的磁路长度。由此可知,当某个电感生产成型后,Ae、N、lm 都为定值,那么影响电感出厂后量值的就只有磁导率μ了。

电感简介

电感是闭合回路的一种属性,即当通过闭合回路的电流改变时,会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感(self-inductance),是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变,由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路,这种电感称为互感(mutual inductance)。

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自感

当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(感生电动势)(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。

空芯电感就是自感。

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互感

两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。

变压器就是利用的互感原理。

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基本结构

电感可由电导材料盘绕磁芯制成,典型的如铜线,也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料代替。比空气的磁导率高的芯材料可以把磁场更紧密的约束在电感元件周围,因而增大了电感。电感有很多种,大多以外层瓷釉线圈(enamel coated wire )环绕铁素体(ferrite)线轴制成,而有些防护电感把线圈完全置于铁素体内。一些电感元件的芯可以调节。由此可以改变电感大小。小电感能直接蚀刻在PCB板上,用一种铺设螺旋轨迹的方法。小值电感也可用以制造晶体管同样的工艺制造在集成电路中。在这些应用中,铝互连线被经常用做传导材料。不管用何种方法,基于实际的约束应用最多的还是一种叫做“旋转子”的电路,它用一个电容和主动元件表现出与电感元件相同的特性。用于隔高频的电感元件经常用一根穿过磁柱或磁珠的金属丝构成。

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电感作用

电生磁、磁生电,两者相辅相成,总是随同显示。当一根导线中拥有恒定电流流过时,总会在导线四周激起恒定的磁场。当把这根导线都弯曲成为螺旋线圈时,应用电磁感应定律,就能断定,螺旋线圈中发生了磁场。将这个螺旋线圈放在某个电流回路中,当这个回路中的直流电变化时(如从小到大或许相反),电感中的磁场也应该会发生变化,变化的磁场会带来变化的“新电流”,由电磁感应定律,这个“新电流”一定和原来的直流电方向相反,从而在短时刻内关于直流电的变化构成一定的抵抗力。只是,一旦变化完成,电流稳固上去,磁场也不再变化,便不再有任何障碍发生。

从上面的过程来看,电感器的核心作用是阻止电流的变化。比如电流由小到大过程中,电感器都存在一种“滞后”作用,它能在一定时间内抵御这种变化。从另一个角度来说,正因为电感器拥有储存一定能量的作用,因此它才能在变化来临时试图维持原状,但需要说明的是,当能量耗尽后,则只能随波逐流。

电感的“通直阻交”特性,让其在电路中能够发挥巨大的作用。在板卡中,电感多被用在储能、滤波、延迟和振荡等几个方面,是保障板卡稳定、安全运行的重要元件。

今天给大家简单的介绍了下电感,陆续的还会给大家介绍一些基本的电子知识,然后小螺号会带领大家做些简单的电路设计,再往后就会和大家一起做无线通信设备。

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