电感基础知识

介绍

电感器由绕在铁氧体材料的铁芯上的线组成,铁氧体材料的铁芯包括一个气隙。电感器以磁场的形式储存能量。感应体在磁场作用下有许多电特性。

这个电感器的一个重要性质是,当电流流过导线时,就会在导线周围产生磁场。如果我们把导线卷起来,磁场就更强。当电流流过线圈时,磁通量将以指数增长并稳定在特定的点,然后以磁能的形式存储电能。当电力供应停止,那么磁能将指数下降,并转变回电能。由此我们可以说,它会暂时地储存能量。磁场的变化越快,感应电动势或电压就会越大。要了解电流和磁通欧宝官网app苹果下载量的关系,就必须知道楞次定律。

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楞次定律

在讲楞次定律之前,我们首先要知道法拉第归纳法。欧宝官网app苹果下载它指出,电动势的幅度在线圈中感应等于变化的通量,与线圈连接的比率。这等于如下

ᶓαdφ/ dt

而线圈的匝数和与线圈有关的磁通的乘积,就得到磁通连杆。

Lenz的法律指出,由法拉第法律规定的磁通量的变化产生了EMF。该诱导的EMF的极性使得它产生电流,使得磁场与产生它的变化相反。

ԑ= -N(∂ΦB /∂t)

其中∂φb=磁通量的变化

ԑ=感应电动势

N = no。的转

一个=线圈区域

U =岩心的渗透率。

L =线圈长度

di/dt =线圈内电流变化率。

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电感器的工作

当电流在线圈中流动时,线圈就会在其周围形成磁场。在建立磁场的时候,线圈居住在电流的流动,一旦磁场建立,电流可以正常流过导线。由于这个原因,在达到稳定状态之前,磁流将呈指数增长。当电流断开时,线圈周围的磁场将保持线圈中的电流流动,直到磁场崩溃。这使得电流在达到其实际状态之前呈指数递减。

当电线盘绕作为一系列连续环时,它被称为螺线管。在这种类型中,磁场强度分别随着电流的增加和降低而增加或减小。它类似于棒磁铁的影响,但具有可变场强。

电流在棒式磁铁和线圈中产生的磁场

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电感符号

空气核心的象征

电感器

铁芯的符号

schemeit-project (4)

铁氧体铁芯符号

schemeit-project (5)

变量核心的符号

schemeit-project (6)

电感电感

电感是电感器的特性,由于磁场作用在电感器中产生的电流与磁场的变化率成正比,称为电感器。电感值越高,就越能抵抗电流的突然变化。

感应系数为L =µN2一个/ l

在哪里

L - 线圈的电感。

µ-岩心的渗透率。

线圈中的调谐次数

线圈的一个区域。

l -电感长度。

自我电感

由于电流产生的磁通量,电流的变化会引起电路中电压的变化。简单地说,线圈内部的电感给我们自感。扼流圈是自感效应的最好例子。

互感

一个电路中电流的变化导致下一个电路的电压变化。两个电路之间的磁场连杆导致相互电感。变压器是相互电感效应的最佳示例。

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电感串联

当n个电感串联时,总电感值为所有单个电感值的和。

schemeit-project (3)

LTOTOL = L1 + L2 + ... + LN

电感并联

当“N”的电感器并联连接时,总电感值是低的并且等式如下

SEARED-PROJECT(2)

Ltotal = 1/ (1/L1) + (1/L2) +..+ (1 / Ln))

如果我们观察到这两个方程,这些方程与串联连接的电阻非常相似,并联。

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电感的单位

电感的SI单位是亨利。它以美国物理学家约瑟夫亨利命名。这是由'h'表示的。

一个亨利就是电路中电流的变化率是每秒一安培,那么合成电动势就是一伏特。这等于

H =(V.S)/ A = WB / a。

其中V =伏特,s =秒,Wb =韦伯,A =安培。

电感的前缀

1毫米-亨利= 10-3毫米

1μH= 1微亨利= 10-6小时

1nh = 1纳米亨利= 10-9小时

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电感影响因素

1.核心的材料

影响电感值的重要因素之一是磁导率。如果铁芯的磁导率越大,电感也越大,如果铁芯的磁导率越小,电感也越小。因为一个具有较高磁导率的地核对于任何给定的场力都会产生更大的磁通量。

线圈的核心

2.电感的匝数

如果电感器的匝数增加,电感也会增加。因为对于任何给定的电流,如果电感器由更多的匝数组成,所产生的磁通量总是更大的。

没有变的

3.length of the coil

如果线圈长度增加,电感就减小。如果长度减小,电感就增大。对于任何数量的给定电流,为更长长度的线圈所产生的磁通量导致更多的反对产生的磁通量。

线圈的长度

4.线圈面积

通过拍摄线圈的横截面积,如果该区域增加电感增加,并且如果该面积减小,电感的值将相对减小。由于该区域增加了更多的磁通量,并且电感更多。

线圈区域

电感值也会受到电感附近的其他导线和元件所引起的外部效应的影响,一旦它被组装在电路中。为了得到准确的电感值,必须计算出近似的电感值。

让我们考虑一个线圈有一层线圈,线圈的直径与线圈的直径相同,并且线圈的位置是均匀的,那么近似电感值的典型公式如下所示。

l =(d2n2) / (l + 0.45 d)

在哪里

D =线圈的直径,单位是米。

n =否。在线圈中的转弯。

L =亨利电感。

L =导线的长度,单位是米。

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电流,电压和功率计算

电感器中的电压将取决于通过电感器的电流的变化率。每当创建更改时,初始变化由诱导的EMF反对。在线圈中感应的EMF将是相同的,但电压​​将像电流增加的源一样起作用,并且电压将类似于电流降低的负载。

电源为了保持流过线圈的电流对感应电动势所做的功就是功率。它给出如下

P = d/dt (1 / 2 (xi)2)))。

在特斯拉中测量的磁场密度B(t)等于磁场强度H(t),乘以磁芯渗透性'μ'。

这是给出的

B (t) = μ x H (t)。

在韦尔斯中测量的磁通量等于磁通密度B(t),乘以核心'AC'的横截面积。

这是给出的

Φ(t) = Acx B (t)。

储存在电感器中的能量等于使电流通过电感器并产生磁通量所做的功。

这是如此

E = 1 / 2 (lv2

在哪里

L =电感,

I =通过电感器的电流和

e =存储的能量。

例子

让我们考虑下面的电路,电流流过线圈是5a。

schemeit-project (9)

如果开关断开15毫秒,则线圈中感应到的电动势为

Vl= L di / dt = 0.5(5/0.015)= 166伏特

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品质因数

由于电感器是由导电金属丝形成的,它们将具有串联电阻。这个串联电阻将通过转换流过线圈的电流来产生热量。由于这种热量,电感器的灵敏度降低。因此,品质因数就是电感与电阻的比率。这是给出的

Q = ω l / r

在哪里

品质因子

ω=角频率(Hz)

L =电感(H)

R =电阻(Ω)

在电感器中产生的后退EMF:电感器中产生的EMF将取决于当前IS或DC的源电流。

自感电动势VL = - L di/dt只适用于交流电流,因为会有电流的变化率,即di/dt不等于零。如果电感电流恒定,即在直流电流下,di/dt等于零。在这个阶段,电感器的作用就像一根电线。

电感器的时间常数:让我们考虑如下所示的带有一个电感器和一个开路开关的电路。

schemeit-project (7)

由于开关是开路的,电路中就没有电流流动。因此,在这个条件下,电流的变化率di/dt等于零。我们知道,当di/dt等于0时,电路中没有自感电动势。

当我们关闭开关时,电流将流过电路并以由电感电感确定的速率慢慢上升到其最大值。流过电感器乘以电感的电流速率给我们VL。因此,在电路中会有自诱导的EMF(VL),并且该值取决于电路VL = L di / dt。该VL中电感器的电感值将与施加的电压反击,直到电流达到其最大值并达到稳定状态。在该阶段,仅存在线圈D.C电阻以反对电流。因为在DC电感器中,电流的变化仅在从零到最大值和最大值到零的转换状态下发生。由于DC为零频率分量,电路在稳态条件下没有提供电路。

同样,当开关打开时,流过电路的电流会下降,但电感器会再次抵制这种变化,通过在另一个方向感应电压,试图保持电流在之前的值流动。

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电感应用程序

  1. 电感在纳米亨利范围内,只会过滤掉非常高的频率,即超过100 MHz,所以这些主要用于射频电路,如80年代的老吊杆盒。
  2. 微亨利范围内的电感将滤除大约50 kHz至少数MHz的频率。欧宝官网app苹果下载这些通常用于D.C.电源以平滑电压。
  3. 毫亨利范围内的电感是非常有效的,这些被用于音频交叉电路分离低频和高频声音。
  4. 理想情况下,电感就像一个低通滤波器,因为电感的阻抗随着信号频率的增加而增加。
  5. 由于电感器将感测从电感传感器中使用的距离来感测磁场。这些电感传感器用于交通信令中以检测流量量。
  6. 通过组合具有共享磁场的两个电感器将像变压器一样起作用。这些电感的变压器仅适用于较低频率。
  7. 在固定速度应用中使用电感电机。

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