電感器是一種電路元件,會因為通過的電流的改變而產(chǎn)生電動勢,從而抵抗電流的改變。
電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器,但只有一個繞組,一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。
如果電感器在沒有電流通過的狀態(tài)下,電路接通時它將試圖阻礙電流流過它;如果電感器在有電流通過的狀態(tài)下,電路斷開時它將試圖維持電流不變。
1 電感的定義
電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時,在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。
當(dāng)電感中通過直流電流時,其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線,不隨時間而變化;可是當(dāng)在線圈中通過交流電流時,其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。
根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律——磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢相當(dāng)于一個“新電源”。
當(dāng)形成閉合回路時,此感應(yīng)電勢就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線的變化的。
由于原來磁力線變化來源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。
電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”。通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間會發(fā)生火花,這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢所造成的。
總之,當(dāng)電感線圈接到交流電源上時,線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢,稱為“自感電動勢”。
由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。
2 電感的符號與單位
電感符號:L 電感單位:亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH),1H=103mH=106uH。
電感量的標(biāo)稱:直標(biāo)式、色環(huán)標(biāo)式、無標(biāo)式
電感方向性:無方向
檢查電感好壞方法:用電感測量儀測量其電感量;用萬用表測量其通斷,理想的電感電阻很小,近乎為零。
3 電感的分類
按電感形式分類:固定電感、可變電感。
按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。
按工作性質(zhì)分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。
按繞線結(jié)構(gòu)分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。
按工作頻率分類:高頻線圈、低頻線圈。
按結(jié)構(gòu)特點分類:磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。
4 電感線圈與變壓器
電感線圈:導(dǎo)線中有電流時,其周圍即建立磁場。通常我們把導(dǎo)線繞成線圈,以增強線圈內(nèi)部的磁場。
電感線圈就是據(jù)此把導(dǎo)線(漆包線、紗包或裸導(dǎo)線)一圈靠一圈(導(dǎo)線間彼此互相絕緣)地繞在絕緣管(絕緣體、鐵芯或磁芯)上制成的。
一般情況,電感線圈只有一個繞組。
變壓器:電感線圈中流過變化的電流時,不但在自身兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓,而且能使附近的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,這一現(xiàn)象叫互感。兩個彼此不連接但又靠近,相互間存在電磁感應(yīng)的線圈一般叫變壓器。
5 電感的作用
電感器的作用主要是通直流,阻交流,在電路中主要起到濾波、振蕩、延遲、陷波等作用。
電感線圈對交流電流有阻礙作用,阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為:
XL=2πfL
電感器主要可分為高頻阻流線圈及低頻阻流線圈。
調(diào)諧與選頻作用:電感線圈與電容器并聯(lián)可組成LC調(diào)諧電路。即電路的固有振蕩頻率f0與非交流信號的頻率f相等,則回路的感抗與容抗也相等,于是電磁能量就在電感、電容來回振蕩,這LC回路的諧振現(xiàn)象。
諧振時電路的感抗與容抗等值又反向,回路總電流的感抗最小,電流量最大(指f=“f0”的交流信號),LC諧振電路具有選擇頻率的作用,能將某一頻率f的交流信號選擇出來。
電感器還有篩選信號、過濾噪聲、穩(wěn)定電流及抑制電磁波干擾等作用。
在電子設(shè)備中,經(jīng)??吹接械拇怒h(huán),這種磁環(huán)與連接電纜構(gòu)成一個電感器(電纜中的導(dǎo)線在磁環(huán)上繞幾圈電感線圈)。
它是電子電路中常用的抗干擾元件,高頻噪聲有很好的屏蔽作用,故被稱為吸收磁環(huán)。
通常使用鐵氧體材料制成,又稱鐵氧體磁環(huán)(簡稱磁環(huán))。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特牲。在低頻時阻抗很小,當(dāng)信號頻率升高后磁環(huán)的阻抗急劇變大。
6 電感的主要特性參數(shù)
電感量L
電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無關(guān)。除專門的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門標(biāo)注在線圈上,而以特定的名稱標(biāo)注。
感抗XL
電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL
品質(zhì)因素Q
品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電 阻,骨架的介質(zhì)損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈,多股粗線圈均可提高線圈的Q 值。
分布電容
線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩(wěn)定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。
允許誤差
電感量實際值與標(biāo)稱之差除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)。
標(biāo)稱電流
指線圈允許通過的電流大小,通常用字母A、B、C、D、E分別表示,標(biāo)稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。
審核編輯:黃飛
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原文標(biāo)題:學(xué)習(xí)電感怎么入門?
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