電感是常用器件,他其實(shí)就是一組線(xiàn)圈,用來(lái)實(shí)現(xiàn)很多的功能,下面我們一步步的介紹電感的作用,以及電感原理等基礎(chǔ)知識(shí)。
1.1 什么是電感:
電感就是導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)通過(guò)交流電流時(shí),在導(dǎo)線(xiàn)的內(nèi)部及其周?chē)a(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線(xiàn)的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。
變化中的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),而變動(dòng)的磁場(chǎng)會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),其線(xiàn)性關(guān)系的參數(shù),我們稱(chēng)為電感。理想的電感,不會(huì)產(chǎn)生或消耗能量,但由于電磁的互相轉(zhuǎn)換,卻擁有儲(chǔ)存和釋放能量的功能。根據(jù)法拉第定律,我們可以觀(guān)察到以下現(xiàn)象:
1.)電感的電流不能瞬間改變。
2.)且電流相位會(huì)落后電壓90度。
3.)若電流不變,并不會(huì)感生電動(dòng)勢(shì)。
因此,電感可作為穩(wěn)定電流的組件,亦可作為相位匹配的組件,也可作為低通的組件;當(dāng)然,電感的用途,更有多樣的變化,如儲(chǔ)能,放能,諧振,旁路 … 等等。
當(dāng)電感中通過(guò)直流電流時(shí),其周?chē)怀尸F(xiàn)固定的磁力線(xiàn),不隨時(shí)間而變化;可是當(dāng)在線(xiàn)圈中通過(guò)交流電流時(shí),其周?chē)鷮⒊尸F(xiàn)出隨時(shí)間而變化的磁力線(xiàn)。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律磁生電來(lái)分析,變化的磁力線(xiàn)在線(xiàn)圈兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),此感應(yīng)電勢(shì)相當(dāng)于一個(gè)“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時(shí),此感應(yīng)電勢(shì)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(xiàn)總量要力圖阻止原來(lái)磁力線(xiàn)的變化的。由于原來(lái)磁力線(xiàn)變化來(lái)源于外加交變電源的變化,故從客觀(guān)效果看,電感線(xiàn)圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線(xiàn)圈有與力學(xué)中的慣性相類(lèi)似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”,通常在拉開(kāi)閘刀開(kāi)關(guān)或接通閘刀開(kāi)關(guān)的瞬間,會(huì)發(fā)生火花,這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)所造成的。
總之,當(dāng)電感線(xiàn)圈接到交流電源上時(shí),線(xiàn)圈內(nèi)部的磁力線(xiàn)將隨電流的交變而時(shí)刻在變化著,致使線(xiàn)圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線(xiàn)圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),稱(chēng)為“自感電動(dòng)勢(shì)”,到這里我們對(duì)什么是電感有了一定的了解了吧。由此可見(jiàn),電感量只是一個(gè)與線(xiàn)圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個(gè)參量,它是電感線(xiàn)圈慣性的量度而與外加電流無(wú)關(guān)。
在大電流的情況下,由于負(fù)載電阻RL很小。若采用電容濾波電路,則電容容量勢(shì)必很大,而且整流二極管的沖擊電流也非常大,在此情況下應(yīng)采用電感濾波。如下圖所示,由于電感線(xiàn)圈的電感量要足夠大,所以一般需要采用有鐵心的線(xiàn)圈。
當(dāng)流過(guò)電感的電流變化時(shí),電感線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)將阻止電流的變化。當(dāng)通過(guò)電感線(xiàn)圈的電流增大時(shí),電感線(xiàn)圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相反,阻止電流的增加,同時(shí)將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能存儲(chǔ)于電感之中;當(dāng)通過(guò)電感線(xiàn)圈的電流減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同,阻止電流的減小,同時(shí)釋放出存儲(chǔ)的能量,以補(bǔ)償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后,不但負(fù)載電流及電壓的脈動(dòng)減小,波形變得平滑,而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。
在電感線(xiàn)圈不變的情況下,負(fù)載電阻愈小,輸出電壓的交流分量愈小。只有在RL》》ωL時(shí)才能獲得較好的濾波效果。L愈大,濾波效果愈好。
另外,由于濾波電感電動(dòng)勢(shì)的作用,可以使二極管的導(dǎo)通角接近π,減小了二極管的沖擊電流,平滑了流過(guò)二極管的電流,從而延長(zhǎng)了整流二極管的壽命
電感的作用是什么:簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)濾波、振蕩、延遲、陷波等
形象說(shuō)法:“通直流,阻交流”
細(xì)化解說(shuō):在電子線(xiàn)路中,電感線(xiàn)圈對(duì)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(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。
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