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1、電感基礎知識總結(jié)一、電感器的定義1.1電感的定義:電感是導線內(nèi)通過交流電流時,在導線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通,導線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。當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)生感應電勢,此感應電勢相當于一個“新電源”。?當形成閉合回路時,此感應電勢就要產(chǎn)生感應電流。由楞次定律知道感應電流所產(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
2、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。電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性,在電學上取名為“自感應”,通常在拉開閘刀開關或接通閘刀開關的瞬間,會發(fā)生火花,這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應電勢所造成的。總之,當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。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)有關的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關。1
3、.2電感線圈與變壓器電感線圈:導線中有電流時,其周圍即建立磁場。通常我們把導線繞成線圈,以增強線圈內(nèi)部的磁場。電感線圈就是據(jù)此把導線(漆包線、紗包或裸導線)一圈靠一圈(導線間彼此互相絕緣)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)生感應電壓,而且能使附近的線圈中產(chǎn)生感應電壓,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的線圈一般叫變壓器。1.3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)
4、,1H=103mH=106uH。電感量的標稱:直標式、色環(huán)標式、無標式電感方向性: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。1.4電感的分類:按電感形式分類:固定電感、可變電感。按導磁體性質(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。二、電
5、感的作用基本作用:濾波、振蕩、延遲、陷波等形象說法:“通直流,阻交流”細化解說:在電子線路中,電感線圈對交流有限流作用,它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等;變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。由感抗XL=2πfL知,電感L越大,頻率f越高,感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比,還與電流變化速度△i/△t成正比,這關系也可用下式表示:電感線圈也是一個儲能元件,它以磁的形式儲存電能,儲存的電能大小可用下式表示:WL=1/2Li2??梢?,線圈電感量越大,流過越大,儲存的
6、電能也就越多。電感在電路最常見的作用就是與電容一起,組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道,電容具有“阻直流,通交流”的本領,而電感則有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過LC濾波電路(如圖),那么,交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉;變得比較純凈的直流電流通過電感時,其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能,頻率較高的最容易被電感阻抗,這就可以抑制較高頻率的干擾信號。C濾波電路在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個高大的濾波鋁電解電容,這二者
7、組成的就是上述的LC濾波電路。另外,線路板還大量采用“蛇行線+貼片鉭電容”來組成LC電路,因為蛇行線在電路板上來回折行,也可以看作一個小電感。三、電感的主要特性參數(shù)2.1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。除專門的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門標注在線圈上,而以特定的名稱標注。2.2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的關系為XL=2πfL2.3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=
8、XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電阻,骨架的介質(zhì)損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關。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。2.4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