電子技術:電感的認識與參數

2020-12-05 小波學電子

隨手拿起一塊主板,可以看到有很多大個的線圈,大部分都是由粗銅線繞成的。肯定有很多人有著這樣的疑問:這麼粗的銅線導電效果肯定很不錯,可是為什麼繞幾個圈叫做電感了呢?

一塊廢主板上的電感

其實我們在初中已經學過了電感的知識了,還記得物理課裡的電學知識嗎?通電螺線管?右手定則?電流的磁效應?

通電螺線管的磁效應

我知道這些知識你肯定差不多全還給老師了,因為……因為我也忘了很多了。一起再複習一下:

你在初中是否做過這個實驗?

在給螺線管通電之後,螺線管的導線內就會產生電流,同時螺線管內測會產生均勻磁場。其實就算不是螺線管,單純的一根導線通電後也會在導線上產生磁場,電和磁是互生的,而這種螺線管結構正好可以加強電磁效應從而產生更強的磁場,並且在螺線管中心插入鐵棒後也可以大大加強其磁場。

如果用右手握住螺線管,讓四指彎曲的方向和電流的方向一致。那麼大拇指指向方向就是螺線管磁場的N極。

右手定則

其實上面這個通電螺線管就是電感,電感器(Inductor)是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件。它在主板中一般用L表示。下圖是兩種基本的電感符號。

電感的電路符號

之所以叫電感就是因為它存在電磁感應現象,通電之後電感就會把電能轉化為磁場,並且這個磁場有著維持流過電感的電流的作用。

衡量電感的儲能能力的單位為亨利(H),不過亨利這個單位太大,一般常見的電感都是毫亨mH、微亨uH和納亨nH級別的。

一個電感的電感量大小由以下幾點因素決定:繞線圈數,磁芯的磁導率,磁芯的截面積和有效磁路長度等

公式為:L=μ×Ae*N2/ l,L表示電感量、μ表示磁芯的磁導率、Ae表示磁芯的截面積、N表示線圈的匝數、lm表示磁芯的磁路長度。

紅框中的大儲能電感

電感在電路中的常見作用有:儲能、濾波、振蕩、選頻等。並且主板上的大體積電感都是儲能電感。

不同的電路需要用到不同種類的電感,下面我們一起來認識一下:

常見的貼片電感

常見的貼片電感有兩大類:線繞式和疊層式

懂電子的應該能看出這裡是什麼電路
同樣是手機中的電感,但是作用不同

上面兩幅圖就是兩種常見的貼片電感了。線繞電感的電感量一般比較大,儲能效果更好,一般用於一些升壓降壓電路的儲能。貼片疊層電感電感量較小,大部分用於電源濾波。有些手機的小貼片電感還有藍色的。

常見的插件電感

上圖是電腦主板上常見的插件電感,體積很大。這種電感相比貼片電感的電感量大很多,並且也能承受更大的電流,所以一般都是用於供電電路的儲能。

上面那張圖裡的電感頂上印著1R2,可不要認為這是電阻哦,這是電感的直標法,這個R是表示小數點,單位為微亨。這個電感1R2指的是電感量為1.2微亨。假如是R80就是0.8uH。

也有電感用數碼法標註的,三位數字前兩位為有效數字,第三位為倍率,默認單位為微亨。

如上圖中的330就是33*10^0=33uH(微亨),如果是251那麼就是25*10^1=251uH(微亨)。

電感的認識和參數就到這裡,後續的文章我們再一起學習電感的特性與作用。有興趣的可以關注作者或者點開主頁查看其他文章哦。

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