電感元件是一種儲能元�,電感元件的原始模型為導(dǎo)線繞成圓柱線圈。當(dāng)線圈中通以電流i,在線圈中就會產(chǎn)生磁通量Φ,并儲存能量。表征電感元件(簡稱電感)產(chǎn)生磁通,存儲磁場的能力的參數(shù),也叫電感,用L表示,它在數(shù)值上等于單位電流�(chǎn)生的磁鏈。電感元件是�電感��電感線圈)和各種變壓��
“電感元件”是“電路分析”學(xué)科中電路模型中除了電阻元件R,電容元件C以外的一�(gè)電路基本元件。在線性電路中,電感元件以電感量L表示。元件的“伏安關(guān)系”是線性電路分析中除了基爾霍夫定律以外的必要的約束條件。電感元件的伏安�(guān)系是 v=L(di/dt),也就是說,電感元件兩端的電壓,除了電感量L以外,與電阻元件R不同,它不是取決于電流i本身,而是取決于電流對�(shí)間的變化�(di/dt).電流變化愈快,電感兩端的電壓愈大,反之則愈小。據(jù)�,在“穩(wěn)�(tài)”情況下,當(dāng)電流為直流時(shí),電感兩端的電壓為零;�(dāng)電流為正弦波�(shí),電感兩端的電壓也是正弦波,但在相位上要超前電流(π/2);�(dāng)電流為周期性等腰三角形波時(shí),電壓為矩形波,如此等等??偟膩碚f,電感兩端的電壓波形比電流變化得更快,含有更多的高頻成分�
通俗地說,穿過一�(gè)閉合�(dǎo)體回路的磁感線條�(shù)稱為磁通量。由于穿過閉合載流導(dǎo)�(很多情況是線�)的磁場在其內(nèi)部形成的磁通量變化,根�(jù)法拉第電磁感�(yīng)定律,閉合導(dǎo)體將�(chǎn)生一�(gè)電動勢以“反抗”這種變化,即電磁感應(yīng)�(xiàn)象。電感元件的電磁感應(yīng)分為自感�(yīng)和互感應(yīng),自身磁場在線圈�(nèi)�(chǎn)生磁通量變化�(dǎo)致的電磁感應(yīng)�(xiàn)象,稱為“自感應(yīng)”現(xiàn)�;外部磁場在線圈里磁通量變化�(chǎn)生的電磁感應(yīng)�(xiàn)�,稱為“互感應(yīng)”現(xiàn)象�
比如,當(dāng)電流�1安培/秒的變化速率穿過一�(gè)1亨利的電感元�,則引起1伏特的感�(yīng)電動勀當(dāng)纏繞�(dǎo)體的�(dǎo)線匝�(shù)增多,導(dǎo)體的電感也會變大,不僅匝�(shù),每�(�(huán)�)面積,連纏繞材料都會影響電感大�。此外,用高滲透性材料纏繞導(dǎo)體也會令磁通量增加�
電感元件即利用這種感應(yīng)的原�,在電路中發(fā)揮了許多作用�
一�(gè)電感元件儲存的能�(單位�)等于流經(jīng)它的電流建立磁場所做的�,其值由下式給出�
其中L為電�,I為流�(jīng)電感的電��
并聯(lián)電路中的電感元件每�(gè)都有相同的電勢差 .其總的等效電� (Leq):
通過串聯(lián)電感的電流保持不�,但每�(gè)電感元件上的電壓可不�.其電壓之和等于總電壓.總電�:
這種簡單的關(guān)系只有在沒有磁場互�(mutual coupling) 的條件下才成立�
電感可由電導(dǎo)材料盤繞磁芯制成,典型的如銅�,也可把磁芯去掉或者用鐵磁性材料代�。比空氣的磁�(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 )�(huán)繞鐵素體(ferrite)線軸制成,而有些防�(hù)電感把線圈完全置于鐵素體�(nèi)。一些電感元件的芯可以調(diào)節(jié)。由此可以改變電感大��
小電感能直接蝕刻在PCB板上,用一種鋪�(shè)螺旋軌跡的方�。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� 。在這些�(yīng)用中,鋁互連線被經(jīng)常用做傳�(dǎo)材料。不管用何種方法,基于實(shí)際的約束�(yīng)用最多的還是一種叫做“旋�(zhuǎn)子”的電路,它用一�(gè)電容和主動元件表�(xiàn)出與電感元件相同的特�� 用于隔高頻的電感元件�(jīng)常用一根穿過磁柱或磁珠的金屬絲�(gòu)��
電感元件廣泛的應(yīng)用在模擬電路與信號處理過程中�
電感元件與電容元件及其他一些器件結(jié)合可以形成調(diào)諧電�,可以放大或過濾一些特定的信號頻率�
大電感可用于電源的閥門(chokes),以前也�(jīng)常與濾波器聯(lián)用用于去除直流輸出的冗余和波動成分�
磁珠或環(huán)繞電纜可�(chǎn)生小電感可阻止傳輸線中的射頻干擾�
小的電容/電感還可�(jié)合產(chǎn)生調(diào)諧電路用于無線電的收�(fā)�
兩�(gè)或多�(gè)電感元件之間有耦合磁通量可形成變壓器,變壓器是電力電源系�(tǒng)的基本組�。變壓器的效率隨著頻率的增加而減�,但高頻變壓器的體積也變的很小,這也是為什么一些飛行器�400赫茲交流電而不是通常�50�60赫茲,用小型變壓器而節(jié)省了大量的載重�
在開�(guān)式電源中,電感元件被做為儲能元件。電感元件隨著調(diào)整器的轉(zhuǎn)換頻率的特定部分而儲�,而在周期后半部分釋放能量。其能量�(zhuǎn)換比決定了輸入輸出電壓比� 這�(gè)XL 用于�(bǔ)充主動半�(dǎo)體設(shè)備可用來精確控制電壓�
電感元件也被�(yīng)用于電力傳輸系統(tǒng),用來降低系�(tǒng)電壓或限制疵電流(fault current),這些通常被用于反�(yīng)堆。相比其他元件電感元件要顯得大而重,所以在�(xiàn)代設(shè)備里以減少了其應(yīng)�;固態(tài)開關(guān)電源去掉了大變壓�,電路轉(zhuǎn)為使用小的電感元件,而大值則由回�(zhuǎn)�(gyrator) 電路模擬�
維庫電子�,電子知�,一查百��
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