什么是電感器

如前所述，電感器只不過(guò)是一根緊緊纏繞在磁芯上的絕緣線。該磁芯可以是鐵磁材料或塑料，或者在某些情況下是空心的（空氣）。這依賴(lài)于“磁通量在載流導(dǎo)體周?chē)l(fā)展”的原理。如果您了解電容器，您將熟悉電容器通過(guò)在其極板中存儲(chǔ)相等和相反的電荷來(lái)存儲(chǔ)能量的事實(shí)。同樣，電感器以圍繞其發(fā)展的磁場(chǎng)的形式存儲(chǔ)能量。電感器對(duì)交流和直流的反應(yīng)不同。但在深入研究“電感器的工作原理”之前。讓我們看看它的構(gòu)造和特點(diǎn)。

電感器的結(jié)構(gòu)：

電感器由電子產(chǎn)品中使用的所有其他組件構(gòu)成起來(lái)非常簡(jiǎn)單。這是制作簡(jiǎn)單電感器的指南。只需一根絕緣線和一種磁芯材料即可纏繞線圈。磁芯只不過(guò)是一種電線纏繞的材料，如上圖所示。根據(jù)所使用的磁芯材料，有不同類(lèi)型的電感器。使用的一些常見(jiàn)磁芯材料是鐵，鐵磁鐵等。除了芯材的類(lèi)型外，它還有不同的尺寸和形狀，包括圓柱形、棒狀、托羅德形和片材。與此相反，還有沒(méi)有任何物理磁芯的電感器。它們被稱(chēng)為空心電感器或空心電感器。磁芯在改變電感器的電感方面起著重要作用。

電感器如何工作

讓我們從陳述“磁通量將在載流導(dǎo)體上產(chǎn)生”這一事實(shí)開(kāi)始。同樣，當(dāng)電流通過(guò)電感器時(shí)，它會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生磁通量。換句話說(shuō)，施加到電感器的能量以磁通量的形式存儲(chǔ)。磁通量的發(fā)展方向?qū)⑴c電流流動(dòng)的方向相反。因此，電感器可以抵抗流過(guò)它的電流的突然變化。電感器的這種能力稱(chēng)為電感，每個(gè)電感器都會(huì)有一些電感。這是由符號(hào)L給出的，并以亨利為單位。

電感器的電感取決于線圈的形狀、磁芯繞組的匝數(shù)、磁芯的面積和磁芯材料的磁導(dǎo)率。電感器的電感由下式給出

L = μN(yùn)2A / L

L – 線圈電感

μ – 芯材的滲透性

A – 線圈面積（平方米）

N – 線圈中的匝數(shù)

l – 線圈的平均長(zhǎng)度（米）

交流電路中的電感器：

如前所述，與直流信號(hào)源相比，電感器與交流電的作用不同。當(dāng)交流信號(hào)施加到電感器時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，因?yàn)楫a(chǎn)生磁場(chǎng)的電流本身也在時(shí)間上變化。根據(jù)法拉第定律，這種現(xiàn)象會(huì)在電感器上產(chǎn)生自感電壓。該自感電壓用VL表示。事實(shí)上，電感兩端產(chǎn)生的電壓的作用方向與抵抗它們的電流相反。電感兩端的電壓由下式給出

V L =L di / dt

VL – 自感電壓

di / dt – 電流相對(duì)于時(shí)間的變化

如果 1 安培的電流相對(duì)于 1 秒流過(guò)一個(gè)亨利電感器時(shí)將在電感器上產(chǎn)生

《》v。現(xiàn)在您可以看到流過(guò)電感器的電流如何影響其兩端產(chǎn)生的電壓。產(chǎn)生的電壓與流過(guò)電感器的電流相反。

電感器的V-I特性：

讓我們參考電感器的VI特性曲線來(lái)更好地理解上述概念。當(dāng)交流信號(hào)的正循環(huán)通過(guò)電感器時(shí)，電流增加。我們知道電感器討厭電流的變化，所以它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓來(lái)對(duì)抗引起它的電流。您可以在上圖中的0°中觀察到這一點(diǎn)，當(dāng)電流開(kāi)始升高時(shí)，感應(yīng)電壓將是最大值。一旦電流達(dá)到最大值，感應(yīng)電壓變?yōu)樨?fù)值，以試圖防止電流減少。

這個(gè)循環(huán)重復(fù)，從上圖中我們可以觀察到電感器中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓將作用于流過(guò)它的變化電流。在這里，電壓和電流被稱(chēng)為異相90°。因此，通過(guò)交流信號(hào)，電感器以連續(xù)的循環(huán)以磁場(chǎng)的形式存儲(chǔ)和釋放能量。

直流電路中的電感器：

我們現(xiàn)在了解了電感器如何與交流信號(hào)源配合使用。讓我們來(lái)看看它與直流信號(hào)源一起使用時(shí)的反應(yīng)。回想一下，電感兩端的感應(yīng)電壓公式由下式給出

V L =L di / dt

當(dāng)使用直流信號(hào)源時(shí)，電流相對(duì)于時(shí)間的變化將為零，導(dǎo)致電感器兩端的感應(yīng)電壓為零。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在直流電路中，電感器的行為就像一根簡(jiǎn)單的普通電線，其電線會(huì)產(chǎn)生一些電阻。但是，在實(shí)際電路中使用帶有直流信號(hào)源的電感器時(shí)，還有更多。在實(shí)際電路中，電流需要很短的時(shí)間才能從零達(dá)到最大值。在此時(shí)刻，電感器兩端將有一個(gè)感應(yīng)電壓，當(dāng)電流開(kāi)始從零移動(dòng)到其最大值時(shí)，該電壓將為負(fù)最大值。一旦電流達(dá)到穩(wěn)定的直流狀態(tài)，感應(yīng)電壓急劇下降到零并作廢。當(dāng)與直流信號(hào)源一起使用時(shí)，電感器將表現(xiàn)出這種短跨度的感應(yīng)電壓尖峰。

感抗：

關(guān)于電感器，另一個(gè)需要了解的重要事項(xiàng)是電抗。這是電容器和電感器等元件對(duì)交流電信號(hào)所表現(xiàn)出的電阻特性。電感器顯示的電抗稱(chēng)為感抗，由公式給出

XL = 2πFL

從公式中可以推斷出電抗隨著交流信號(hào)頻率的增加而增加，請(qǐng)記住電感器討厭變化的電流，因此它對(duì)高頻信號(hào)表現(xiàn)出更大的電抗。而當(dāng)頻率接近零或直流信號(hào)通過(guò)時(shí)，電抗變?yōu)榱悖拖褫斎胄盘?hào)通過(guò)的導(dǎo)體一樣。