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电感器

电感器(inductor)是一种电路元件,会因为通过的电流的改变而产生电动势,从而抵抗电流的改变。这属性称为电感。

电感元件有许多种形式,依据外观与功用的不同,而会有不同的称呼。 以漆包线绕制多圈状,常作为电磁铁使用和在变压器等中使用的电感也依外观称为线圈(coil)。 用以对高频提供较大电阻,通过直流或低频的,依功用常称为扼流圈(choke),又称抗流圈。 常配合铁磁性材料,安装在变压器、电动机和发电机中使用的较大电感,也称绕组(Winding)。 导线穿越磁性物质,而无线圈状,常充当高频滤波作用的小电感,依外观常称为磁珠(Bead)。

电感器一词,通常只用来称呼以自感或其效应为主要工作情况的元件。非以自感为主的,习惯上大多称呼它的其他名称,平常不以电感器称呼,例如:变压器、马达里的电磁线圈绕组等。

在中文里,电感器一词在口语上也会被简称为电感,但如需严谨表达为实体物件的情况,仍宜称为电感器。

储存的能量

一个电感元件储存的能量(单位焦)等于流经它的电流建立磁场所做的功,其值由下式给出:


其中L为电感,I为流经电感的电流。


一个电感元件储存的能量(单位焦)等于流经它的电流建立磁场所做的功,其值由下式给出:


其中L为电感,I为流经电感的电流。

电感元件结构
电感元件. 大刻度为cm.电感可由电导材料盘绕磁芯制成,典型的如铜线,也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料代替。比空气的磁导率高的芯材料可以把磁场更紧密的约束在电感元件周围,因而增大了电感。电感有很多种,大多以外层瓷釉线圈(enamel coated wire )环绕铁素体线轴制成,而有些防护电感把线圈完全置于铁素体内。一些电感元件的芯可以调节。由此可以改变电感大小。 小电感能直接蚀刻在印刷电路板上,用一种铺设螺旋轨迹的方法。小值电感也可用以制造晶体管同样的工艺制造在集成电路中 。在这些应用中,铝互连线被经常用做传导材料。不管用何种方法,基于实际的约束应用最多的还是一种叫做“旋转子”的电路,它用一个电容和主动元件表现出与电感元件相同的特性。 用于隔高频的电感元件经常用一根穿过磁柱或磁珠的金属丝构成。


在电子电路中
像电容元件反抗电压的变化一样,电感元件反抗电流的变化。一个理想电感元件应对直流电不呈电阻性, 然而只有超导电感元件才会产生零电阻。

一般来说,随时间变化的电压v(t)与随时间变化的电流i(t)在一个电感为L的电感元件上呈现的关系可以用微分方程来表示:
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当有正弦交流电穿过电感元件时,会产生正

弦电压。电压的幅度与电流的幅度() 与电流的频率(f)的乘积成比例。
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在这种情况下,电流与电压的相位相差90度,(电流落后电压)

电感元件网络
并联电路中的电感元件每个都有相同的电势差 .其总的等效电感 (Leq):

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通过串联电感的电流保持不变,但每个电感元件上的电压可不同.其电压之和等于总电压.总电感:

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这种简单的关系只有在没有磁场互耦(mutual coupling) 的条件下才成立。

应用电感元件广泛的应用在模拟电路与信号处理过程中。

电感元件与电容元件及其他一些器件结合可以形成调谐电路,可以放大或过滤一些特定的信号频率。
大电感可用于电源的阀门(chokes),以前也经常与滤波器联用用于去处直流输出的冗余和波动成分。
磁珠或环绕电缆可产生小电感可阻止传输线中的射频干扰。
小的电容/电感还可结合产生调谐电路用于无线电的收发。
两个或多个电感元件之间有耦合磁通量可形成变压器,变压器是电力电源系统的基本组件。变压器的效率随着频率的增加而减小,但高频变压器的体积也变的很小,这也是为什么一些飞行器用400赫兹交流电而不是通常的50或60赫兹,用小型变压器而节省了大量的载重。
在开关式电源中,电感元件被做为储能元件。电感元件随着调整器的转换频率的特定部分而储能,而在周期后半部分释放能量。其能量转换比决定了输入输出电压比。 这个 XL 用于补充主动半导体设备可用来精确控制电压。
电感元件也被应用于电力传输系统,用来降低系统电压或限制疵电流(fault current),这些通常被用于反应堆。相比其他元件电感元件要显得大而重,所以在现代设备里以减少了其应用;固态开关电源去掉了大变压器,电路转为使用小的电感元件,而大值则由回转器(gyrator) 电路模拟。更多电子元件资料https://www.wendangku.net/doc/5a11306294.html,





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