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淺談電感線圈的信號(hào)和能量處理單元

電子設(shè)計(jì) ? 來源: 云電子 ? 作者: 云電子 ? 2020-12-29 15:47 ? 次閱讀
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電路中的電感主要是多圈銅線圈,線徑粗細(xì)不等,或帶磁芯,或?yàn)榭招模?a target="_blank">電源進(jìn)線、轉(zhuǎn)換、輸出和信號(hào)濾波、振蕩、耦合結(jié)點(diǎn)會(huì)被使用,通常顏色黃澄澄、金燦燦,頗為搶眼,易于辨認(rèn)。在集成度比較高的電腦手機(jī)主板上,電感通常是灰不溜秋的矮四方塊,電路板符號(hào)標(biāo)注為L。

電感線圈是電路中重要的信號(hào)、能量處理單元,幾乎在所有的電路中不可或缺。

電感是一個(gè)物理量,表述的是變化的磁場在導(dǎo)體中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的能力:一定閉合回路導(dǎo)體中穿過的磁場變化幅度越大,速度越快,導(dǎo)體中產(chǎn)生的阻擋磁場變化的反電動(dòng)勢(shì)就越高,電感值就越大。它可以抵抗電流變化的性質(zhì)類似電阻,稱為感抗,專指阻抗電流變化的能力大小。

所有閉合回路都具有電感性質(zhì),但實(shí)際應(yīng)用的是專門制作的電感線圈。電感線圈對(duì)電流不變的直流電形同直導(dǎo)線,只有電阻性質(zhì),但對(duì)于電流變化的交流或直流電,就會(huì)呈現(xiàn)感抗性質(zhì)。

電磁現(xiàn)象最早是被法拉第發(fā)現(xiàn)的,而導(dǎo)體在變化磁場中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的自感現(xiàn)象是隨后1年的1832年由美國的亨利發(fā)現(xiàn)的,所以表述這種自感性質(zhì)的物理量電感的單位以亨利命名,簡稱亨(H)。

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為什么稱感應(yīng)電壓為反電動(dòng)勢(shì)?電動(dòng)勢(shì)是電池、或發(fā)電機(jī)等電源中表述電壓供應(yīng)能力的專用名詞,此時(shí)線圈確實(shí)可以看作電池或者發(fā)電機(jī),可以向外提供電壓,此電壓的效果就是阻止電流變化,進(jìn)而阻止磁場變化。

大家不要小看這個(gè)反電動(dòng)勢(shì),因?yàn)樵谕娝查g電感的末端電壓就已等于始端電壓,本體的電壓降為零,電感對(duì)電壓形同導(dǎo)線;但隨后的電流要想通過就得慢慢來。隨著電流不斷增大,反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此時(shí)的電感如同反接在電路中的電池,正極直連電源的高電位,抵抗電源的正向電動(dòng)勢(shì),以降低通路的實(shí)際電壓試圖減少電流。在電流不斷減小時(shí),電感也會(huì)阻擋電流減小的趨勢(shì),采取的措施就是在電流流出點(diǎn)感應(yīng)出正向電動(dòng)勢(shì),此時(shí)如同在電路中正向串聯(lián)了一節(jié)小電池,試圖加大通路的電壓以提高電流,電動(dòng)勢(shì)的來源就是電流流過線圈時(shí)產(chǎn)生的磁場能量。所以電感線圈是一個(gè)可以儲(chǔ)能的元件。

利用電感的這種自感特性,設(shè)計(jì)者只要人為制作出不斷變化的電流,并控制電流在上升或下降時(shí)流過線圈,就可以實(shí)現(xiàn)升降壓的效果。所以電源變壓的主角是電感線圈,用于控制電流的三極管或場效應(yīng)管只是提供電源的配角。

電感和電容搭檔在一起時(shí),具有固定的諧振頻率,可以最大限度地吸收所諧振頻率上電磁波所傳遞的能量,所以可以做成選頻、濾波等功能的電路,在模電射頻電路應(yīng)用十分廣泛。
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