電感有什么作用?工作原理是什么樣的?電感的分類(lèi)又有哪些?電感,又稱(chēng)電感器。百度百科是這樣回答的!電感器(Inductor)是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來(lái)的元件。電感器的結構類(lèi)似于變壓器,但只有一個(gè)繞組。電感器具有一定的電感,它只阻礙電流的變化。如果電感器在沒(méi)有電流通過(guò)的狀態(tài)下,電路接通時(shí)它將試圖阻礙電流流過(guò)它;如果電感器在有電流通過(guò)的狀態(tài)下,電路斷開(kāi)時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱(chēng)扼流器、電抗器、動(dòng)態(tài)電抗器。
電感的作用:
1、濾波,因為它有通直流隔交流的特性,所以可以在制作的時(shí)候設定一定的參數從而達到濾除不想要的電信號。
2、震蕩電路 一般在射頻部分用的多
3、抗干擾
4、開(kāi)關(guān)電源電路,儲能。
物理學(xué)告訴我們,磁芯內部微觀(guān)上包含很多的磁疇(Magnetic Domain),它可以理解為非常小的磁鐵,每一個(gè)小小的磁疇都會(huì )產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)。在磁芯未曾被磁化時(shí),由于內部磁疇的排列方向雜亂無(wú)章,磁疇產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消,因此整個(gè)磁芯對外不顯磁性,如下圖所示:
當我們對纏線(xiàn)在磁芯體的線(xiàn)圈施加電流時(shí),線(xiàn)圈將會(huì )產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)強度 H(也稱(chēng)為磁化場(chǎng))磁場(chǎng)強度與電流的大小成正比關(guān)系,如下圖所示:
注意:電路中這里對線(xiàn)圈施加的是恒流源,而不是電壓源。
這個(gè)磁化場(chǎng) H 將對磁芯中的每一個(gè)磁疇施加一個(gè)磁力矩,使這些磁疇在宏觀(guān)上轉向磁 場(chǎng)方向排列起來(lái),這樣磁芯整體會(huì )對外顯磁性,如下圖所示:
這個(gè)過(guò)程中可以認為:磁疇在磁化場(chǎng)的作用下做功,也就是將磁場(chǎng)能轉化為磁力矩保存起來(lái),而表現的形式就是磁場(chǎng)強度B。
在外部磁化場(chǎng)撤消的瞬間,磁芯本身對外是有磁場(chǎng)的,但很快磁疇因本身的方向恢復而釋放磁力矩,在這個(gè)過(guò)程中,磁芯對外的磁場(chǎng)將從大到小變化,如果磁芯周?chē)芯€(xiàn)圈的話(huà),就會(huì )由于磁通量變化而在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應電動(dòng)勢(線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn))如果線(xiàn)圈有閉合回路的話(huà),就會(huì )產(chǎn)生回路電流,如下圖所示:
此時(shí)磁芯內部的磁疇如下圖所示:
這樣就有下敘所述的能量轉換:
這種磁力矩與彈簧的彈力是相似(與機械鐘表中的發(fā)條更接近一些),當彈簧因外力被壓迫后(相當于磁芯被磁化),彈簧的彈性勢能增加(相當于磁芯 的磁力矩增加,也就是磁芯儲能增加),如下圖所示:
當壓迫彈簧的外力撤消后,彈性勢能轉換為動(dòng)能對外做功,同樣的道理,磁力矩在變化的過(guò)程中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),也可以對處于磁場(chǎng)中的導線(xiàn)或線(xiàn)圈做功,如下圖所示:
因此,磁芯的體積越大,則內部的磁疇越多,則相同類(lèi)型的磁芯材料能夠存儲的能量越多,這就解釋了為什么功率越大的變壓器需要體積更大的磁芯。
電感器一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。
1、骨架
骨架泛指繞制線(xiàn)圈的支架。一些體積較大的固定式電感器或可調式電感器(如振蕩線(xiàn)圈、阻流圈等),大多數是將漆包線(xiàn)(或紗包線(xiàn))環(huán)繞在骨架上,再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內腔,以提高其電感量。
骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷制成,根據實(shí)際需要可以制成不同的形狀。小型電感器(例如色碼電感器)一般不使用骨架,而是直接將漆包線(xiàn)繞在磁心上??招碾姼衅鳎ㄒ卜Q(chēng)脫胎線(xiàn)圈或空心線(xiàn)圈,多用于高頻電路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上繞好后再脫去模具,并將線(xiàn)圈各圈之間拉開(kāi)一定距離。
2、繞組
繞組是指具有規定功能的一組線(xiàn)圈,它是電感器的基本組成部分。繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞(繞制時(shí)導線(xiàn)一圈挨一圈)和間繞(繞制時(shí)每圈導線(xiàn)之間均隔一定的距離)兩種形式;多層繞組有分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等多種。
3、磁心與磁棒
磁心與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體(NX系列)或錳鋅鐵氧體(MX系列)等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多種形狀。
4、鐵心
鐵心材料主要有硅鋼片、坡莫合金等,其外形多為“E”型。
5、屏蔽罩
為避免有些電感器在工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響其它電路及元器件正常工作,就為其增加了金屬屏幕罩(例如半導體收音機的振蕩線(xiàn)圈等)。采用屏蔽罩的電感器,會(huì )增加線(xiàn)圈的損耗,使Q值降低。
6、封裝材料
有些電感器(如色碼電感器、色環(huán)電感器等)繞制好后,用封裝材料將線(xiàn)圈和磁心等密封起來(lái)。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹(shù)脂等。
初步認識電感,這些關(guān)于電感的基礎知識你必須知道!