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电感

电感

词条创建时间:2021-06-23浏览次数:1552

电感是闭合回路的一种属性,是一个物理量。当电流通过线圈后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈名。它是描述由于线圈电流变化,在本线圈中或在另一线圈中引起感应电动势效应的电路参数。电感是自感和互感的总称。提供电感的器件称为电感器。

电感简介

导体的一种性质,用导体中感生的电动势或电压与产生此电压的电流变化率之比来量度。稳恒电流产生稳定的磁场,不断变化的电流(交流)或涨落的直流产生变化的磁场,变化的磁场反过来使处于此磁场的导体感生电动势。感生电动势的大小与电流的变化率成正比。比例因数称为电感,以符号L表示,单位为亨利(H)。 

电感是闭合回路的一种属性,即当通过闭合回路的电流改变时,会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感,是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变,由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路,这种电感称为互感)。

自感

当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(感生电动势)(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。

互感

两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。


电感型号规格及命名

国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有SAMUNG、PHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等。

1、片状电感

电感量:10NH~1MH

材料:铁氧体绕线型陶瓷叠层

精度:J=±5%K=±10%M=±20%

尺寸:04020603080510081206121018121008=2.5mm*2.0mm1210=3.2mm*2.5mm

2、功率电感

电感量:1NH~20MH

带屏蔽、不带屏蔽

尺寸:SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;

3、片状磁珠

种类:CBG(普通型)阻抗:5Ω~3KΩ

CBH(大电流)阻抗:30Ω~120Ω

CBY(尖峰型)阻抗:5Ω~2KΩ

个别示意图:贴片磁珠贴片大电流磁珠

规格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(贴片磁珠)

规格:SMB302520/SMB403025/SMB853025(贴片大电流磁珠)

4、插件磁珠

规格:RH3.5

5、色环电感

电感量:0.1uH~22MH

尺寸:0204、0307、0410、0512

豆形电感:0.1uH~22MH

尺寸:0405、0606、0607、0909、0910

精度:J=±5%K=±10%M=±20%

精度:J=±5%K=±10%M=±20%

插件的色环电感读法:同色环电阻的标示

6、立式电感

电感量:0.1uH~3MH

规格:PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

7、轴向滤波电感

规格:LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

电感量:0.1uH-10mH。

额定电流:65mA~10A。

Q值高,价位一般较低,自谐振频率高。

8、磁环电感

规格:TC3026/TC3726/TC4426/TC5026

尺寸(单位mm):3.25~15.88

9、空气芯电感

空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了减少电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采用线径较粗的漆包线。但在一些体积较少的产品中,采用很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积。

为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心,提高电感的自感能力,借此提高电感值。目前,在计算机中,绝大部分是磁心电感。


电感单位及换算

电感符号:L

电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH),换算关系为:

1H=1000mH

1mH=1000μH


电感计算公式

有个比较复杂的经验公式,很复杂,一般都是用电感测试仪测试。

电感的计算公式 线圈公式

阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH),

设定需用 360ohm 阻抗,因此:

电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH

据此可以算出绕线圈数:

圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷ 圈直径 (吋)

圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈

空心电感计算公式

空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)

D------线圈直径

N------线圈匝数

d-----线径

H----线圈高度

W----线圈宽度

单位分别为毫米和mH。。

空心线圈电感量计算公式:

l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)

线圈电感量 l单位: 微亨

线圈直径 D单位: cm

线圈匝数 N单位: 匝

线圈长度 L单位: cm

频率电感电容计算公式:

l=25330.3/[(f0*f0)*c]

工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125

谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q值决定

谐振电感: l 单位: 微亨

线圈电感的计算公式

1.针对环行CORE,有以下公式可利用: (IRON)

L=N2.AL L= 电感值(H)

H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈)

AL= 感应系数

H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A)

l= 磁路长度(cm)

l及AL值大小,可参照Microl对照表。

例如: 以T50-52材,线圈5圈半,其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋),经查表其AL值约为33nH

L=33.(5.5)2=998.25nH≈1μH

当流过10A电流时,其L值变化可由l=3.74(查表)

H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 (查表后)

即可了解L值下降程度(μi%)

2.介绍一个经验公式

L=(k*μ0*μs*N2*S)/l

其中

μ0 为真空磁导率=4π*10(-7)。(10的负七次方)

μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率,空心线圈时μs=1

N2 为线圈圈数的平方

S 线圈的截面积,单位为平方米

l 线圈的长度, 单位为米

k 系数,取决于线圈的半径(R)与长度(l)的比值。

计算出的电感量的单位为亨利。

k值表

2R/l k

0.1 0.96

0.2 0.92

0.3 0.88

0.4 0.85

0.6 0.79

0.8 0.74

1.0 0.69

1.5 0.6

2.0 0.52

3.0 0.43

4.0 0.37

5.0 0.32

10 0.2

电感分类

按电感形式分类:固定电感、可变电感。

按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。

按结构特点分类:磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。


电感特性参数

电感量L

电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。

感抗XL

电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL

品质因素Q

品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。采用磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值。

分布电容

线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可减少分布电容。

允许误差

电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。

标称电流

指线圈允许通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E分别表示,标称电流值为50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。

电感工作原理

电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。

根据法拉弟电磁感应定律:磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止磁力线的变化的。磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这自感现象产生很高的感应电势所造成的。


电感作用

简单的说法是通直流阻交流,对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路。

通直流

所谓通直流就是指在直流电路中,电感的作用就相当于一根导线,不起任何作用。

阻交流

在交流电路中,电感会有阻抗,即XL,整个电路的电流会变小,对交流有一定的阻碍作用。电感线圈当加上交流电时,自身电流变化,引起自身磁通量发生变化而引起感应电动势,这种现象叫自感,自感电流的方向总是阻碍引起自感的电流变化,当交流电流增强时,自感电流跟交流电方向相反,当交流电流减弱时,自感电流跟交流电方向相同,这样对交流就具有阻截作用。

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