探究电感器的基本原理及发展衍变

  用金属导线做成线圈,流经线圈的电流发生变化时,会产生很明显的电磁感应现象,线圈自感应反向电动势阻碍电流的变化,起到平稳电流的作用。

  具体地,如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。

  同一电感器对不同变化频率的电流阻碍效果不一样,其总体规律是:通低频,阻高频.

  1831年 英国M.法拉第发现铁芯线年 美国J.亨利发表关于自感应现象论文。人们把电感量的单位称为亨利,简称亨;

  1850s’ 电感器应用到电报电线年 德国H.R.赫兹发明赫兹线年 美国N.

  需要,开始了片式电感器的研究开发;1984年 TDK率先以1210为先导产品,实现了多层片式电感器产业化;1994年 中国的深圳南玻和南京898厂分别引入日本美国绕线型和多层型电感生产线

  N 为线圈圈数的平方S 线圈的截面积,单位为平方米L 线圈的长度,单位为米k 经验系数从公式可知:

  线圈圈数越多、绕制的线圈越密集,电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯的线圈电感量大;磁芯导磁率越大的线圈,电感量也越大。

  电感量的基本单位是亨利(亨),用字母“H”表示。常用单位毫亨(mH)、微亨(μH)、纳亨(nH)。

  允许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的允许误差值。用于振荡或滤波等电路中的电感器要求精度较高,允许偏差为±0.2%~±0.5%;用于

  电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL

  Q为电感器在某一频率的交流电压下工作时,感抗XL与其等效的电阻的比值:公式: Q = XL / R

  电感器的Q值高低与线圈导线的直流电阻,磁芯介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。

  Q值反映元件工作时所做的有用功与其本身消耗的能量比例关系,电感器Q值越高,回路的损耗越小,效率越高。电感器的Q值通常为几十到几百。

  在FSR下,电感感抗与寄生电容容抗相等并互相抵消,整体表现为电抗为0,FSR处电感失去储能能力表现出高阻的纯阻特性。即FSR处,Q=0 。

  是指线圈的匝与匝之间,线圈与磁芯之间,线圈与地之间,线圈与金属之间都存在的电容。电感器的寄生电容越小,其稳定性越好。

  寄生电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的寄生电容越小越好。

  电流通过会引起元件发热,元件温升电感量会下降,取元件电感量下降5%或器件温升20C的电流值为额定电流。

  若工作电流超过额定电流,则电感器就会因发热而使性能参数发生改变,甚至还会因过流而烧毁。

  对非磁性磁芯电感器来说,额定电流取于直流电阻,直流电阻越小则温升越小,容许电流越大。

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