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淺談電感線圈的信號和能量處理單元

電子設計 ? 來源: 云電子 ? 作者: 云電子 ? 2020-12-29 15:47 ? 次閱讀

電路中的電感主要是多圈銅線圈,線徑粗細不等,或帶磁芯,或為空心,在電源進線、轉換、輸出和信號濾波、振蕩、耦合結點會被使用,通常顏色黃澄澄、金燦燦,頗為搶眼,易于辨認。在集成度比較高的電腦手機主板上,電感通常是灰不溜秋的矮四方塊,電路板符號標注為L。

電感線圈是電路中重要的信號、能量處理單元,幾乎在所有的電路中不可或缺。

電感是一個物理量,表述的是變化的磁場在導體中產生反電動勢的能力:一定閉合回路導體中穿過的磁場變化幅度越大,速度越快,導體中產生的阻擋磁場變化的反電動勢就越高,電感值就越大。它可以抵抗電流變化的性質類似電阻,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,但實際應用的是專門制作的電感線圈。電感線圈對電流不變的直流電形同直導線,只有電阻性質,但對于電流變化的交流或直流電,就會呈現感抗性質。

電磁現象最早是被法拉第發現的,而導體在變化磁場中產生反電動勢的自感現象是隨后1年的1832年由美國的亨利發現的,所以表述這種自感性質的物理量電感的單位以亨利命名,簡稱亨(H)。

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為什么稱感應電壓為反電動勢?電動勢是電池、或發電機等電源中表述電壓供應能力的專用名詞,此時線圈確實可以看作電池或者發電機,可以向外提供電壓,此電壓的效果就是阻止電流變化,進而阻止磁場變化。

大家不要小看這個反電動勢,因為在通電瞬間電感的末端電壓就已等于始端電壓,本體的電壓降為零,電感對電壓形同導線;但隨后的電流要想通過就得慢慢來。隨著電流不斷增大,反電動勢產生,此時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勢,以降低通路的實際電壓試圖減少電流。在電流不斷減小時,電感也會阻擋電流減小的趨勢,采取的措施就是在電流流出點感應出正向電動勢,此時如同在電路中正向串聯了一節小電池,試圖加大通路的電壓以提高電流,電動勢的來源就是電流流過線圈時產生的磁場能量。所以電感線圈是一個可以儲能的元件。

利用電感的這種自感特性,設計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流過線圈,就可以實現升降壓的效果。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管只是提供電源的配角。

電感和電容搭檔在一起時,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,在模電射頻電路應用十分廣泛。
編輯:hfy

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