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唐波比的学习笔记

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硬件学习

硬件基础9:电感理论基础

本篇推文是硬件基础系列的第9篇,该系列将包括电阻、电容、电感、二极管的基础,选型等。

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本节共有6节,分别是电感的定义、电感的决定式、电感的单位、电感的本质、电感的储能、电感等效模型。

一、电感的定义

当电流通过线圈后,会产生磁场,磁感线穿过线圈,产生的磁通量与电流 i有如下关系:

L 即为线圈的自感系数,也就是电感。

将漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制而成的器件,当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来阻碍线圈中电流的变化,这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,相应的器件成为电感器。

二、电感的决定式
电感的楞次定律以及其计算公式|电感知识|新晨阳电子



三、电感的单位
四、电感的本质

根据法拉第电磁感应定律,当通过线圈的磁通发生变化,在线圈两端就要产生感应电动势,并且感应电动势的大小正比于磁通的变化率,即有下面公式:


公式中负号表示感应电动势是要阻止电流变化,如下图所示。

1-不能让电感电流突变


电流突变会造成 di/dt 的值无限大,也就是说在电感两端产生无限大的电压,这通常会对电路造成破坏,需要尽量避免。

2-电感在直流电路中相当于短路


直流电路中,di/dt 为 0,产生的感应电动势为 0,也就是说电感在直流电路中相当于短路。



3-电感两端加恒定电压时、电流线性增大或者减小


      在电感两端加上恒定电压 U 时,感应电动势与所加电压相等,方向相反,等于-U(负号表示感应电动势要阻止电流变化)。根据上述公式,di/dt=U/L=常数,这说明电感的电流是线性的增加的。

五、电感的储能

电感是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。

(单位:焦耳)

电感的储能是要有电流流过的,如果电流为 0,那么储能为 0


六、电感的等效模型

电感实际生产出来并不是理想电感,线圈匝数之间也会存在寄生电电容,线圈也不是超导体,会存在直流电阻,所以,电感等效模型如下图。

电感模型由电感和电阻串联,然后和电容并联构成,很容易列出去复阻抗表达式:

根据这个公式,我们通常得到的阻抗的曲线如下图


那年今日11 月 13 日