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电感的作用和工作原理

发布时间:2023-09-24 03:19:08   来源:行业资讯

  电感(英语: conductor)是一种电感量(也称磁感、磁芯等),它的定义是一种线圈结构,在线圈电感量的大小随线圈内匝数的增加而减少,当电感量达到某一个值时,线圈中便会形成一个感应电流。

  在变压器、开关电路等电源供应器中,通常会有几个电感元件。这些电感元件的存在是为了更好的提高电源供应器内部电压、减少外部交流干扰对电压和电流值产生一定的影响,而其本身所起到的作用则是提供额外电磁场(EMI)效应、抑制静电放电(ESD)。

  电感元件又叫“自感元器件”或者“自耦体”,在某些特定条件下(如电路中的电流或电压超过一定值时),它会产生电磁感应强度与自身电感量成正比的电感磁感应电流(即电感电流密度)。

  我们常说的“电感”是指“磁感”,这也就是为什么当一只“磁感”极强的线圈中通上交流电流时,会产生极强的磁通量和涡流现象。

  通常而言,当一只电感“磁感”极强、线圈通电性极差时,在高频信号条件下就会产生较大的电磁干扰。

  当线圈中通上交流电流时,磁通量增加,在电感器的作用下,电流会产生额外电磁场(EMI)效应。

  例如:当电感元件的频率在高频范围内变化时,它会使电路产生不同频率的电流,这些电流又会对周围电路产生不同的影响。

  反之,若电感量很小或电阻率很高(一般小于0.01%),就会在交流电场作用下形成高频电压或电流,从而干扰别的设备的正常工作。

  由于电感元件在电路中有很多的应用,所以经常被用作控制电路、电源供应等电路中的元件之一。

  电感元件会通过其本身的磁通量变化来提供额外的电磁场,在高频条件下,这种额外的电磁场会导致静电放电(ESD)。

  电感元件的存在主要是为了更好的提高电源供应器的电压,使之达到稳定、不受干扰的状态;

  不过,由于电感元件中电感量变化比较小(例如只有几个微安),所以正常的情况下并不会对电压或电流值产生太大影响。

  在开关电路中,当输出电压或电流值突然发生明显的变化时,比如从0 V升高到10 V、甚至20 V时,在这样的一个过程中如果用到了一个电感量极小的电阻元件,那么便可产生电磁干扰。

  静电放电(ESD),又称“静电感应”,是指导体中的电荷在导体与金属间由于电位差(通常为几千伏特)而发生的电-力转化现象。

  静电放电引起的 ESD可导致电路故障,因此,在电路设计中需要仔细考虑如何防止其发生。

  由于电感元件的电感量可以随着电感线圈的匝数(磁芯)而改变,因此它对电磁干扰也有一定抑制作用。

  因此,在实际使用中,电感在电磁兼容方面起到了改善电磁兼容性(EMC)的作用。

  除了以上这些作用外,电感元件还可当作信号缓冲器,在一些特殊场合也能够更好的起到改善系统性能、降低对外界干扰的影响等一系列作用。

  另外,电感元件还有“滤波”的功能,当电路中有大电流通过时可以产生一个与外界交流的磁场干扰电流。




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