電感是常用器件,他其實就是一組線圈,用來實現(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。
1.1 什么是電感:
電感就是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時,在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。
變化中的電流會產(chǎn)生磁場,而變動的磁場會感應(yīng)出電動勢,其線性關(guān)系的參數(shù),我們稱為電感。理想的電感,不會產(chǎn)生或消耗能量,但由于電磁的互相轉(zhuǎn)換,卻擁有儲存和釋放能量的功能。根據(jù)法拉第定律,我們可以觀察到以下現(xiàn)象:
1.)電感的電流不能瞬間改變。
2.)且電流相位會落后電壓90度。
3.)若電流不變,并不會感生電動勢。
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,如儲能,放能,諧振,旁路 … 等等。
當(dāng)電感中通過直流電流時,其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線,不隨時間而變化;可是當(dāng)在線圈中通過交流電流時,其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢相當(dāng)于一個“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時,此感應(yīng)電勢就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線的變化的。由于原來磁力線變化來源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”,通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間,會發(fā)生火花,這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢所造成的。
總之,當(dāng)電感線圈接到交流電源上時,線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢,稱為“自感電動勢”,到這里我們對什么是電感有了一定的了解了吧。由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。
在大電流的情況下,由于負載電阻RL很小。若采用電容濾波電路,則電容容量勢必很大,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,由于電感線圈的電感量要足夠大,所以一般需要采用有鐵心的線圈。
當(dāng)流過電感的電流變化時,電感線圈中產(chǎn)生的感生電動勢將阻止電流的變化。當(dāng)通過電感線圈的電流增大時,電感線圈產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反,阻止電流的增加,同時將一部分電能轉(zhuǎn)化成磁場能存儲于電感之中;當(dāng)通過電感線圈的電流減小時,自感電動勢與電流方向相同,阻止電流的減小,同時釋放出存儲的能量,以補償電流的減小。因此經(jīng)電感濾波后,不但負載電流及電壓的脈動減小,波形變得平滑,而且整流二極管的導(dǎo)通角增大。
在電感線圈不變的情況下,負載電阻愈小,輸出電壓的交流分量愈小。只有在RL》》ωL時才能獲得較好的濾波效果。L愈大,濾波效果愈好。
另外,由于濾波電感電動勢的作用,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,平滑了流過二極管的電流,從而延長了整流二極管的壽命
電感的作用是什么:簡單的來說濾波、振蕩、延遲、陷波等
形象說法:“通直流,阻交流”
細化解說:在電子線路中,電感線圈對交流有限流作用,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;變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。
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