基础电子学 - 电感器
让我向您介绍电子和电气领域中的另一个重要组件,即电感器。电感器是一种无源双端组件,可暂时以磁场的形式存储能量。它通常被称为线圈。电感器的主要特性是它阻止电流的任何变化。
电感器
根据法拉第电磁感应定律,当流过电感器的电流发生变化时,随时间变化的磁场会在导体中感应出电压。根据透镜定律,感应电动势的方向与产生它的电流变化相反。因此,感应电动势与施加在线圈上的电压相反。这是电感器的特性。
下图显示了电感器的外观。
电感器可阻挡直流信号中存在的任何交流分量。电感器有时缠绕在磁芯上,例如铁氧体磁芯。然后它看起来如下图所示。
下图显示了一个电感器,其中标有各个部件。
符号
各种类型电感器的符号如下所示。
能量存储
电磁学的基本特性之一是,当电流流过电感器时,会产生一个垂直于电流方向的磁场。磁场会不断积累。它会在某个点稳定下来,这意味着电感在此之后不会再积累。当电流停止流动时,磁场就会减小。
这种磁能会转化为电能。因此,能量会以磁场的形式暂时储存在其中。
电感器的工作原理
根据电磁感应理论,任何在导体中流动的变化电流都会在导体周围产生一个垂直于电流的磁场。此外,任何变化的磁场都会在该场中的导体中产生电流,而电流垂直于磁场。
现在,如果我们考虑一个由导电线圈组成的电感器,当一些电流通过电感器时,会产生一个垂直于它的磁场。下图显示了一个周围有磁场的电感器。
现在,我们有一个变化的磁场,它会通过导体产生一些电流。但是这种电流的产生方式与产生磁场的主电流相反。
如果将此电流命名为 Im,表示由于磁场而产生的电流,磁场用 β 表示,下图显示了它。
这种反向电流随着变化的磁场而增强,磁场通过输入电源频率获得能量。因此,随着输入电流变得越来越高频交流,产生的反向电流也会在与产生它的原因相反的方向上增强其强度。现在,这种反向电流试图阻止高频交流电通过电感器,这意味着"交流电阻断"。