电感基础知识

介绍

电感器由围绕铁氧体材料的芯缠绕的丝网组成,所述铁氧体材料包括气隙。电感器以磁场的形式存储能量。电感器在经受磁场时具有许多电性能。

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。要了解电流和磁通亚博彩票下载量的关系,就必须知道楞次定律。

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伦敦法尔

在去Lenz的法律之前,我们必须了解法拉第的归纳法。亚博彩票下载它指出线圈中诱导的EMF的大小等于与线圈连接的通量变化率。这等于以下

ᶓαdφ/ dt

虽然线圈中的匝数的乘积和与线圈相关的助焊剂给我们提供了通量连杆。

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=诱导EMF

N = no。的转

一个=线圈区域

U =核心的渗透率。

L =线圈长度

di/dt =线圈内电流变化率。

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电感的工作

当电流在线圈中流动时,线圈将构建其周围的磁场。在构建场时,线圈栖息在电流的流动,并且如果该字段是构建的,则电流可以正常通过电线流动。由于这个原因,在达到稳定状态之前将导致磁流量增加。当电流关闭时,线圈周围的磁场将保持线圈中的电流直到现场塌陷。这使得电流在达到其实际状态之前指数逐渐减小。

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

SEMARET-PROJECT(4)

铁氧体铁芯符号

SEMARET-PROJECT(5)

变量核心的符号

SEMARET-PROJECT(6)

电感电感

电感是电感器的特性。由于磁场引起的电感中产生的电流与磁场的变化率成正比称为电感。电感值越高,电感器更多的电感会抵抗电流的突然变化。

电感由l =μn给出2一个/ l

在哪里

L - 线圈的电感。

μ - 芯的渗透率。

线圈中的n个曲线

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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系列电感器

当n个电感串联时,总电感值为所有单个电感值的和。

SEARED-PROJECT(3)

LTOTOL = L1 + L2 + ... + LN

平行电感器

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。

一个亨利只不过是电路中电流的变化率为每秒一个安培,然后得到的EMF是一伏。这等同于

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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影响电感的因素

1.核心的材料

影响电感值的重要因素之一是渗透性。如果芯的磁导率更多,电感越多,如果芯的这种渗透率较少,则电感也较少。因为具有较高渗透性的核心将产生更大的磁通量,以便任何给定的现场力。

线圈的核心

2.电感器的数量

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.线圈的长度

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

电感值也可以受到由电感器组装在电路中靠近的其他电线和部件引起的外部效果的影响。对于精确的电感值,必须计算近似电感值。

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 =(d2N.2) / (l + 0.45 d)

在哪里

D =线圈的直径以米为单位。

n =否。在线圈中的转弯。

L =亨利电感。

L =电线的长度以米为单位。

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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。

由来源完成的工作以保持流过线圈的电流抵抗诱导EMF是电力。它被给予

p = d / dt(½(l x i2)))。

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)=μx 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)。

存储在电感器中的能量等于完成通过电感器并产生磁通量的电流的工作量。

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

让我们考虑以下电流流过线圈的电流为5A。

SEMARET-PROJECT(9)

如果开关打开15毫米-SEC,则给出线圈中诱导的EMF

V.L.= 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 =ωl/ r

在哪里

q =质量因数

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。

SEMARET-PROJECT(7)

由于开关打开,电路中没有电流流动。因此,电流DI / DT的变化率在这种情况下为零。我们知道,当DI / DT为零时,电路中没有自诱导的EMF。

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。

当开关打开时,开关流过电路的电流将下降,但是电感器再次将反对这种改变并尝试通过诱导另一个方向上的电压来保持在其先前值的电流。

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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。亚博彩票下载这些通常用于D.C.电源以平滑电压。
  3. 毫在亨利范围内的电感非常有效,这些电路用于音频交叉电路,以分离低频和高频声音。
  4. 电感器理想地用作低通滤波器,因为电感器的阻抗随着信号的频率增加而增加。
  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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