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電感器將電路中電能轉化為磁能儲存實現原理

2020-09-15 15:15:31分類:技術專題2198

  電感器通稱為電感線圈或簡稱線圈,也是常用的電子部件,但在電路中的應用比電阻器和電容器少得多。電感器是什么?它在電路中能發揮什么作用?我們一起來看一下電感器將電路中電能轉化為磁能儲存實現原理。

  目錄

  1.定義

  2.工作原理

  3.符號和單位

  4.主要技術參數

  6.電感器故障檢查

  7.使用注意事項

  閱讀此篇文章需要9分鐘。

  1.電感器定義。

  電感器是一種可以將電能轉化為磁能儲存的元件,它是根據電磁感應原理制成的元件。實際上,能夠產生自我感應、相互感應作用的設備就可以稱為電感器。電感器的用途非常廣泛,在交流電路中電感器具有阻礙交流通過的能力,在電路中常用于阻流、變壓、交流耦合和負荷等電感器和電容器配合時,可用于調整、過濾、選擇頻率、分頻等。

  最簡單的電感器是用導線繞幾圈中空,有核心的電感器在核心上用導線繞幾圈。不管是哪一種電感器,假如構造相同,它的基本特性相同,但繞圈數不一樣或是有無磁芯不一樣,電感器的電感量大小就不一樣。繞線圈數越多,電感量越大,在同一圈數的情況下,當線圈增加磁芯時,電感量就會增加。

  電感器在電路中具有感應特性,感應器像電阻一樣阻礙電流流動,但感應器與流過電感器的電流頻率有關,也與電感器本身的電感量有關。電感器對直流是通道,但對交流有很大的障礙作用,通常被稱為感抗,XL=2πfL,其中XL是電感的感抗,f是通過電感交流電的頻率的l是電感的電感量。在電感量確定的前提下,F越大,阻礙作用越大。

 

電感器的形狀
電感器的形狀

  2.工作原理。

  電流通過電線時,以電線為中心產生同心圓形的磁場。此時,如果將電線彎曲成圖中的彈簧形,則電感器內部的磁通量將指向同一方向,從而增強。通過調整圈數,可以產生與圈數成正比的磁場。這就是電感的原理。

  電流通過電感器產生磁場,相反磁場變化產生電流。

  (電磁感應法則)

  e=l(di/dt)

  L:電感的自感。

  E:反電動勢頭。

  電感的原理。圖

  由于電感產生的反電動勢E與單位時間的電流變化率(di/dt)成正比,因此在一定的電流繼續沿同一方向流動的直流電通過時不會發生。也就是說,電感器對直流電流沒有任何作用,只對交流電起到阻礙電流的作用。利用電感器的這種性質,在交流電路中可作為電阻(阻抗)。電感器具備的阻抗z(單位ω)如下

  Z=ωL=2πfL。

  f是交流頻率,l是電感的自感。

  3.符號和單位。

  (1)電感符號:l。

  (2)電感單位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)、1H=103mH=106uH。

  (3)電感量的標稱:直標式、色環標式、無標式。

  (4)電感方向:無方向。

  (5)檢查電感好壞的方法:用電感測量儀測量其電感量的萬用表測量其通關,理想的電感電阻小,幾乎為零。

  
電感器的圖形符號
電感器的圖形符號

  4.主要技術參數。

 ?、?strong>電感量:也稱為自感系數(l),是表示電感元件自感能力的物理量。l的單位為h(亨)、mH(毫亨)和μH(微亨),三者的換算關系如下:

  1H=103mH=106μH。

 ?、?strong>質量因數:表示電感線圈質量的參數,也稱為q值或優值。q值越高,電路損失越小,效率越高。

 ?、?strong>分布電容器:線圈之間、線圈與地之間、線圈與屏蔽之間、線圈層之間存在容量,這些容量統稱為線圈的分布容量。分布容量的存在增大了線圈的等效總消耗電阻,降低了質量因數q。

 ?、?strong>額定電流:指允許長時間通過線圈的最大工作電流。

 ?、?strong>穩定性:主要是指參數受溫度、濕度、機械振動等影響的程度。

  5.電感器作用。

  (1)阻流:線圈中的自感電動勢總是對抗線圈中的電流變化。主要分為高頻阻流線圈和低頻阻流線圈。

  (2)調整和選擇頻率:電感線圈和電容器并聯可構成LC調節電路。也就是說,電路的固有振動頻率f0與非交流信號的頻率f相等,電路的感抗和容抗也相等,電磁能量在電感、電容器之間來回振動是LC電路的共振現象。諧振時由于電路的感應和容抗等值又反向,電路總電流的感應最小,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,可以選擇某個頻率f的交流信號。

  (3)簡介:在低頻電路中阻止低頻交流電的脈動直流電到純直流電路的整流電路輸出端的兩個過濾電容器的中間,簡介圈和電容器構成過濾電路。高頻電路:防止高頻電流向低頻端,應用于舊再生式收音機的高頻電流圈。

  (4)過濾器:阻止整流后的脈動直流電流向純直流電路由電線圈(為了簡化電路,降低成本,用純電阻代替電線圈)兩個電容器(電解電容器)構成派式過濾器電路。利用電容器充放電的作用和電線圈通過直流電,阻止交流電的特性,完成平滑的直流電,獲得純粹的直流電。

  (5)振動:整流是將交流電變成直流電,振動是將直流電變成交流電的相反過程,因此將完成過程的電路稱為振動器。振動器的波形:有正旋波、鋸齒波、梯形波、方波、矩形波、尖峰波。頻率為幾赫茲-幾十G赫茲。在有線電,無線電領域的應用非常廣泛。

  電感器的形狀。

  6.電感器故障檢查。

  電感常見故障有斷路、短路等。為了保證電路的正常工作,在使用電感器之前必須進行測量,通用表的歐姆文件可以簡單地測量電感器,測量電感線圈的直流電阻,與其技術指標相比,如果電阻值比規定的電阻值小得多,則表示線圈有局部短路或嚴重短路

  7.使用注意事項。

  (1)電感使用時。

  注意潮濕與干燥、環境溫度高低、高頻或低頻環境、電感表現的是感性、阻抗特性等。

  (2)電感頻率特性。

  低頻時,電感一般呈現電感特性,只有蓄電、過濾高頻特性。但是,在高頻率下,其阻抗特性顯著。消耗能源發熱、降低感性效果等現象。不同電感的高頻特性不同。

  以上介紹了電感器的定義、工作原理、符號和部門、技術參數、使用注意事項、電路中的作用。電感器的種類很多,根據結構的特征,可以分為單層線圈、多層線圈、蜂窩線圈、磁芯線圈、可變電感線圈等,因此在選擇時可以根據使用場合、頻率要求等條件來決定。

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