電感

张彧520發表於2024-04-11

電感

電感的符號為L,單位為亨利H,電感越大,感抗能力越強。

短暫儲能
\(E_L=\frac{1}{2}LI^2\)

電感是電抗元件,具有獨特的儲能能力,可短暫儲存磁能。

自感和互感

電感線圈透過電流時,線圈的周圍產生磁場,當線圈中電流發生變化時,其周圍的磁場也產生相應的變化,此變化的磁場阻礙電流的變化,成為自感。
兩個電感線圈相互靠近時,一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈,這種影響就是互感。互感的大小取決於電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度,利用此原理製成的元件叫做互感器。

通直流阻交流

電感的本質是阻礙自身的電流變化,在電路中起到通直流阻交流的作用。
原理是電感的電流變化速率跟不上原訊號電壓變化的速率。t=L\R
通直流:流過電感的電流無變化時,電感相當於導線。不過,與導線的區別是,電感周圍會產生磁場;
阻交流:注意,是阻礙,不是阻止。電感阻礙電流變化,讓電流變化變緩。(是逐漸變緩,不是驟變)

通低頻阻高頻

頻率越大,感抗就越大,訊號就越不容易透過,所以低頻友好的透過。

感應電壓

電感線圈產生自感時,感應電流透過負載維持電流變化,將產生感應電壓。感應電壓的大小取決於感應電流與負載,感應電流與負載越大,感應電壓越大,反之越小。
注意:電感突然斷開時,需要提供合理的續流路徑,否則負載很大,將會產生很高的感應電壓,損壞電路。

電路常規應用

1濾波:與電容C組成LC濾波器
2升壓:利用電感電壓,達到升壓效果。
3諧振

紋波是什麼?

在電力系統中,紋波是指直流電源輸出的電壓或電流中包含的交流成分。在直流電源中,雖然設計為輸出穩定的直流電壓或電流,但由於製造工藝、電路設計等因素的限制,輸出的電壓或電流可能會包含一定幅度的交流成分,這就是紋波。

紋波可以透過濾波電路來減小,濾波電路通常使用電容、電感等元件來將交流成分濾除,使得輸出更接近理想的直流電壓或電流。在直流電源應用中,較小的紋波對於需要穩定的直流電源供應的裝置和電路是非常重要的。

一些公式

電感串聯,等效電感變大

\(L=L_1+L_2+...+L_n\)

電感並聯,等效電感變小

\(\frac{1}{L}=\frac{1}{L_1}+\frac{1}{L_2}+...+\frac{1}{L_n}\)

電感感抗

\(X_L=2\Pi fL\)

電容容抗

\(X_c=\frac{1}{2\Pi fC}\)

電感的自感係數

\(L=\frac{N^2\mu A}{l}\)

L是電感,N是匝數,\(\mu\)是磁導率,A是磁芯截面積,l是磁路長度。

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