初步认识电感,这些关于电感的基础知识你必须知道!

日期: 2019-07-19
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发布日期: 2019-07-19
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电感有什么作用?工作原理是什么样的?电感的分类又有哪些?电感,又称电感器。百度百科是这样回答的!电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

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电感的作用:

1、滤波,因为它有通直流隔交流的特性,所以可以在制作的时候设定一定的参数从而达到滤除不想要的电信号。

2、震荡电路 一般在射频部分用的多

3、抗干扰

4、开关电源电路,储能。

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物理学告诉我们,磁芯内部微观上包含很多的磁畴(Magnetic Domain),它可以理解为非常小的磁铁,每一个小小的磁畴都会产生一定的磁场。在磁芯未曾被磁化时,由于内部磁畴的排列方向杂乱无章,磁畴产生的磁场相互抵消,因此整个磁芯对外不显磁性,如下图所示:




当我们对缠线在磁芯体的线圈施加电流时,线圈将会产生一定的磁场强度 H(也称为磁


化场)磁场强度与电流的大小成正比关系,如下图所示:

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注意:电路中这里对线圈施加的是恒流源,而不是电压源。


这个磁化场 H 将对磁芯中的每一个磁畴施加一个磁力矩,使这些磁畴在宏观上转向磁 场方向排列起来,这样磁芯整体会对外显磁性,如下图所示:


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这个过程中可以认为:磁畴在磁化场的作用下做功,也就是将磁场能转化为磁力矩保存起来,而表现的形式就是磁场强度B。


在外部磁化场撤消的瞬间,磁芯本身对外是有磁场的,但很快磁畴因本身的方向恢复而释放磁力矩,在这个过程中,磁芯对外的磁场将从大到小变化,如果磁芯周围有线圈的话,就会由于磁通量变化而在线圈中产生感应电动势(线圈切割磁力线)如果线圈有闭合回路的话,就会产生回路电流,如下图所示:


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此时磁芯内部的磁畴如下图所示:


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这样就有下叙所述的能量转换:

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这种磁力矩与弹簧的弹力是相似(与机械钟表中的发条更接近一些),当弹簧因外力被压迫后(相当于磁芯被磁化),弹簧的弹性势能增加(相当于磁芯 的磁力矩增加,也就是磁芯储能增加),如下图所示:


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当压迫弹簧的外力撤消后,弹性势能转换为动能对外做功,同样的道理,磁力矩在变化的过程中产生变化的磁场,也可以对处于磁场中的导线或线圈做功,如下图所示:


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因此,磁芯的体积越大,则内部的磁畴越多,则相同类型的磁芯材料能够存储的能量越多,这就解释了为什么功率越大的变压器需要体积更大的磁芯。


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电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。


1、骨架 


骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等),大多数是将漆包线(或纱包线)环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。


骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器(例如色码电感器)一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器(也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定距离。


2、绕组 


绕组是指具有规定功能的一组线圈,它是电感器的基本组成部分。绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕(绕制时导线一圈挨一圈)和间绕(绕制时每圈导线之间均隔一定的距离)两种形式;多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。


3、磁心与磁棒 


磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体(NX系列)或锰锌铁氧体(MX系列)等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。


4、铁心 


铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等,其外形多为“E”型。


5、屏蔽罩


 为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作,就为其增加了金属屏幕罩(例如半导体收音机的振荡线圈等)。采用屏蔽罩的电感器,会增加线圈的损耗,使Q值降低。


6、封装材料


 有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。


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电感生产流程

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