電感線圈的作用和繞法

2021-02-20 電子材料圈

電感可由電導材料盤繞磁芯製成,典型的如銅線,也可把磁芯去掉或者用鐵磁性材料代替。比空氣的磁導率高的芯材料可以把磁場更緊密的約束在電感元件周圍,因而增大了電感。

電感有很多種,大多以外層瓷釉線圈(enamel coated wire )環繞鐵氧體(ferrite)線軸製成,而有些防護電感把線圈完全置於鐵氧體內。一些電感元件的芯可以調節。由此可以改變電感大小。小電感能直接蝕刻在PCB板上,用一種鋪設螺旋軌跡的方法。小值電感也可用以製造電晶體同樣的工藝製造在集成電路中。在這些應用中,鋁互連線被經常用做傳導材料。

不管用何種方法,基於實際的約束應用最多的還是一種叫做「旋轉子」的電路,它用一個電容和主動元件表現出與電感元件相同的特性。用於隔高頻的電感元件經常用一根穿過磁柱或磁珠的金屬絲構成。

電感是導線內通過交流電流時,在導線的內部周圍產生交變磁通,導線的磁通量與生產此磁通的電流之比。當電感中通過直流電流時,其周圍只呈現固定的磁力線,不隨時間而變化。

可是當在線圈中通過交流電流時,其周圍將呈現出隨時間而變化的磁力線。根據法拉第電磁感應定律—磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產生感應電勢,此感應電勢相當於一個「新電源」。當形成閉合迴路時,此感應電勢就要產生感應電流。

由楞次定律知道感應電流所產生的磁力線總量要力圖阻止磁力線的變化的。磁力線變化來源於外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性,在電學上取名為「自感應」,通常在拉開閘刀開關或接通閘刀開關的瞬間,會發生火花,這自感現象產生很高的感應電勢所造成的。

總之,當電感線圈接到交流電源上時,線圈內部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈產生電磁感應。這種因線圈本身電流的變化而產生的電動勢,稱為「自感電動勢」。由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數、大小形狀和介質有關的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關。

代換原則:1、電感線圈必須原值代換(匝數相等,大小相同)。2、貼片電感只須大小相同即可,還可用0歐電阻或導線代換。

單層纏繞法就是將電感線圈的線匝以單層的方式纏繞在絕緣管道的外表面上,單層纏繞的方法又分為間接纏繞和緊密纏繞,間接纏繞一般用於一些高頻諧振的電路中,因為這種方式的纏繞方法可以將高頻諧振線圖的電容減少,同時還能將其一些特性穩定。緊密的纏繞方式基礎是一些諧振線圈範圍比較小的線圈。

線圈的電感量比較大的,線圈的纏繞方式是多層的纏繞方法,多層的纏繞方法包括密繞和蜂房纏繞兩種類型,密繞的方式排列比較緊密,需要一層一層的分布,它纏繞的線圈產生的電容比較大,蜂房纏繞的方式是在一定角度上進行排列,它的排列不是非常平整,但是跟緊密的纏繞方法相比較,它的電容比較小。一些高壓的諧振電路,在進行電感線圈的纏繞時,需要符合電流值和線圈之間的耐壓程度,我們在進行電感線圈的纏繞時,還要考慮線圈的熱量情況。

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