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电感器可以是单匝导线:
或许多转弯:
它可以缠绕在塑料成型器(塑料线轴)上
在金属芯或空气芯上:
电感器几乎可以是任何尺寸或形状,并且是 电子产品中最复杂的组件。它是如此复杂,理论可以写一本书。而且这个理论非常复杂。这就是为什么我们只会介绍基础知识。我们不会讨论磁场、北极或南极或左手或右手定则,因为当我们谈论电气或电子电路中的线圈时,这些并不涉及我们。最重要的是电感器的魔力。它在某些情况下工作时会产生极性相反的大电压。
电感器有 3 个主要符号:
电感以亨利为单位测量。一个亨利是一个大单位。
1 亨利的电感器约为 1 厘米 x 1 厘米 x 1 厘米(1/2 英寸 x 1/2 英寸 x 1/2 英寸),并有几圈粗线。或者它可以有很多圈的电线并且稍微大一点。或者它可以非常大,带有空气芯。
一个亨利的电感(或任何电感值)不会告诉您有关设备尺寸、电流能力(可以在设备过热的情况下流过绕组的电流量)或我们提供的任何其他功能的任何信息在将电感器放入电路之前需要知道。这就是为什么您需要了解选择电感器的实用方面。
在电子学中,我们通常使用较小的单位:mH µH 和 nH(m = milli µ = micro n = nano)
1,000mH = 1H
1,000,000µH = 1H
1,000,000,000nH = 1H
因此:
1,000µH = 1mH
1,000nH = 1µH
以下是一些电感及其值:
电感器的值不能通过它的外观来确定。该值取决于许多因素,包括磁芯材料、匝数、线径等以及磁路类型。最好的磁路类型是闭环,例如本文顶部照片中显示的环形线圈(圆环)或其他类型的闭合磁路,例如罐形磁芯。如果磁路中含有气隙,电感器的品质会损失很多,电感值会降低。对于一个简单的电感器,一根杆就可以了。
电感器可以有引线端接(称为飞线)、用于通孔安装的导线端接或作为用于表面安装在 PC 板上的“芯片”。
上述电感器均以微亨 (µH) 为单位标识。表面贴装“芯片电感器”上标记的值始终为 µH。
例如:561 = 560uH222 = 2,200uH103 = 10,000uH = 10mH
其他名称
电感器可以称为“线圈”。“线圈”和“电感器”之间没有特别的区别,主要取决于使用的位置和方式。线圈通常是指线圈架上带有空芯的线圈。当核心是金属时,它就变成了INDUCTOR。
在某些应用中,电感器称为CHOKE。
这个词当电感器设计用于防止信号通过绕组或线圈设计用于减少特定波形(例如纹波)时使用。以下电路显示了运行中的扼流圈。该电路称为 LC 滤波器。电感 (L) 左侧的波形包含纹波,如正弦波所示。从电感器出现的电压具有较小的纹波值。这部分是由于 C1 和 C2 提供的滤波以及扼流圈的影响。
进入扼流圈的电压主要是直流电压,它没有任何变化地通过绕组。DC 中包含的任何纹波都会产生增加的磁通量,这会切断绕组的匝数以产生反向电压。这对纹波起作用并有效地减少了纹波。结果是电感器出现的纹波值较低。
可以使用电阻器代替电感器。电感器有两个优点。它将产生较低的输出纹波,电感器上“损失”的电压也较小。
电感器不是现代设计的首选,因为电压调节器(如7805)将以更低的成本提供相同的结果,并且占用的电路板空间更少。
我们以电感器为例,展示其特性之一。随着“三端稳压器”的推出,它已经失宠。
扼流圈也可用于防止交流信号进入组件。换句话说,信号可以传递到电路的另一部分,而扼流圈为 DC 提供低电阻路径。
在下面的电路中,信号从晶体管发出,并被“扼流圈”阻止流向大地。电感器为晶体管的偏置提供低电阻路径,同时防止信号流向 0v 轨。
如果用电阻器代替扼流圈,一些信号将在电阻器中丢失,并且电阻器上的压降将高于扼流圈。
如果线圈或“线圈架”上的绕组设计用于在电流流动时将金属棒拉入线圈的中心,则称为SOLENOID。
如果线圈缠绕在金属芯上并吸引金属物体(例如继电器的触点,在垃圾场捡起废金属,或制作铃铛),则称为电磁铁。
下图显示了电铃在钟中的操作:
铃的工作原理
当触点闭合时,电流流过两个绕组(这称为马蹄形电磁铁)并产生磁通量,将臂(称为拍板)拉向电磁铁。这使得音锤敲击铃铛,同时触点打开。这导致电流停止流动并且磁通量停止(崩溃)。手臂返回(通过枢轴点处的一小段弹性线)到触点闭合的位置,电流再次流动以重复动作。
当您在电路中看到电感器时,您需要了解一件重要的事情 - 即使是单匝电感器!
当它工作时(当施加增加的电压时),它会产生一个与施加电压方向相反的电压(实际上是由于增加的电流),这个电压的大小使电感器做出惊人的事情。
该电压称为反电压或反电动势。它的大小取决于电感器的制造方式及其以亨利(或毫亨、微亨或纳亨)为单位的值,以及它在电路中的激活方式。
当电感器用于电子电路时,反电压与外加电压之比称为“ Q 因数。”这个电压也可以被检测为上面铃铛触点之间的“火花”,当你从电源电压上取下一个电感器时,你可以感觉到手指之间的“反冲”。这个电压可以
用来产生非常高的电压,有时称为“反激”电压。
在某些电路中不需要此电压,必须加以抑制。继电器线圈产生的电压(断电时)会损坏驱动晶体管必须通过在线圈上放置一个反向偏置二极管来“冷落”(移除),如下图所示:
因此,我们有它。
在许多情况下,电感器在停用时会产生高“反向电压”。该电压的大小取决于电感器的制造方式和许多其他因素。
您无法从任何公式计算出电压的大小,因此唯一的方法是进行实验。我们终于可以抛开数学,拿出电烙铁了。
基本上有两种使用电感器的方法。
1. 将磁铁放在一端并检测(读取)电压。只有当磁铁移动时才会产生电压。这是GENERATOR的基础 。
2. 给线圈施加电压。该电压可以是稳定电压(称为 DC)或变化电压(称为 AC)。每种情况都会产生不同的结果。这是MOTOR的基础。
如果电压稳定 (DC),线圈将产生稳定的磁通量并产生电磁铁。我们将此通量绘制为每个导体周围的同心线。它们穿过线圈的中心并出现在一端。据说新出现的线形成了电磁铁的北极。“磁性”(磁力线)在线圈每一圈的中心最强,如果线圈中心有空气,则在空气饱和之前只能存在少量磁力线。如果将铁(称为软铁)或铁氧体(它们基本上是相同的东西 - 铁氧体适用于高频电感器)等金属放在中心,磁力线会变得更集中(1,000 - 2,500 倍或更多) )在核心饱和之前。
如果驱动电压为交流电(如正弦波),则会产生电磁铁,但电磁铁的磁性会随着电压的变化而增减。
通过创建具有不同匝数、不同形状、不同磁芯材料、不同磁体移动速度和不同交流电压频率的电感器,可以从上述示例中产生数百种不同的结果。
当回路从“正向”方向变为“反向”方向时,观察仪表上的指针 。这是通量改变方向的时候。
当两个线圈静止时,“中心读数”仪表指示“零”。这是因为磁通量不增不减。
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