基础电子学 - 电感器


让我向您介绍电子电气领域的另一个重要元件——电感。电感器是一种无源两端元件,以磁场的形式暂时储存能量。它通常被称为线圈。电感器的主要特性是它可以抵抗电流的任何变化

电感器

根据法拉第电磁感应定律,当流过电感器的电流发生变化时,时变磁场会在导体中感应出电压。根据透镜定律,感应电动势的方向与产生电动势的电流变化相反。因此,感应电动势与施加在线圈上的电压相反。这是电感器的特性。

下图显示了电感器的外观。

电感器

电感器会阻挡直流信号中存在的任何交流分量。电感器有时缠绕在磁芯上,例如铁氧体磁芯。然后它看起来如下图所示。

电感块

下图显示了带有标签的各个部件的电感器。

电感零件

符号

各种类型电感器的符号如下所示。

电感器符号

能量储存

电磁学的基本特性之一是电流流过电感器时,会产生垂直于电流的磁场。这种情况不断增加。它会在某个时刻稳定下来,这意味着此后电感不会增加。当电流停止流动时,磁场就会减弱。

这种磁能转化为电能。因此能量以磁场的形式暂时存储在其中。

电感器的工作原理

根据电磁感应理论,任何在导体中流动的变化电流都会在导体周围产生垂直于电流的磁场。此外,任何变化的磁场都会在该场中存在的导体中产生电流,而电流垂直于磁场。

现在,如果我们考虑一个由导电线圈组成的电感器,当一些电流通过电感器时,就会产生垂直于它的磁场。下图表示周围有磁场的电感器。

磁场

现在,我们有一个变化的磁场,它会在导体中产生一些电流。但该电流的产生方式与产生磁场的主电流相反。

如果将该电流命名为Im,即表示由于磁场而产生的电流,磁场用β表示,如下图所示。

磁能

这种相反的电流随着磁场的变化而增强,磁场通过输入电源频率获得能量。因此,当输入电流变得越来越高频交流时,所产生的相反电流也会在与产生它的原因相反的方向上获得强度。现在,这种相反的电流试图阻止高频交流电通过电感器,这意味着“交流电的阻断”。