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不懂电感?如何做电路设计

<p>一、电感(自感)<br />
1. 电感的定义</p>

<p>电感对电流变化的阻碍作用叫做电感,电感的单位亨利(H)</p>

<p>电感上,电流每秒变化1安培,形成1伏特电压时,电感为1亨利</p>

<p>2. 感应电压、电流变化率、电杆之间的关系</p>

<p><img alt="1" data-entity-type="file" data-entity-uuid="5cddbfd2-d0c4-419b-a1d7-63edba8cd086" src="/sites/default/files/inline-images/1_147.png" /></p>

<p>3. 电感存储的能量</p>

<p><img alt="2" data-entity-type="file" data-entity-uuid="899eebb7-7643-449d-b7cb-fc5db979d872" src="/sites/default/files/inline-images/2_136.png" /></p>

<p>4. 电感的结构</p>

<p>(1) 线圈</p>

<p>一般是金属导线绕制而成,为了减小导线的电阻,通常使用铜线绕制在芯体上而成。电感电流的大小由导线(电阻、准许最高温升等)决定。</p>

<p>(2) 芯体</p>

<p>1) 芯体的形状</p>

<p>A. 棒状</p>

<p>B. 环状</p>

<p>C. E型</p>

<p>D. ER型</p>

<p>E. Q型</p>

<p>F. EI型</p>

<p>G. 其它</p>

<p>2) 芯体的材料</p>

<p>A. 铁氧体</p>

<p>高频变压器、收音机接收天线、滤波电感</p>

<p>B. 坡莫合金</p>

<p>滤波电感、变压器</p>

<p>C. 硅钢</p>

<p>交流变压器</p>

<p>5. 电感相关定理与公式</p>

<p>(1) 电感的计算公式</p>

<p><img alt="3" data-entity-type="file" data-entity-uuid="224e83b6-3879-488b-80c7-5314ed5f7e88" src="/sites/default/files/inline-images/3_129.png" /></p>

<p>图1:电感的参数</p>

<p><img alt="4" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9b8353ea-5aa5-4ae7-a696-b8820292c7ff" src="/sites/default/files/inline-images/4_118.png" /></p>

<p>μ 磁导率 单位亨每米(H/m),与磁体材料有关</p>

<p>A 横截面积 单位平方米(m2)</p>

<p>N 线圈匝数</p>

<p>l 线圈长度 单位米(m)</p>

<p>(2) 法拉第电磁感应定律</p>

<p>感应电动势与线圈的电磁场的变化率成正比</p>

<p><img alt="5" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1ad0778e-85fc-4bde-b956-3f757ee89240" src="/sites/default/files/inline-images/5_96.png" /></p>

<p>(3) 楞次定律</p>

<p>线圈中的电流变化时,变化的电流导致电磁场变化,变化的电磁场产生感应电压,感应的电压阻碍电流的变化</p>

<p>二、 电感的串联<br />
若干电阻的串联</p>

<p>L=L1+L2……Ln</p>

<p>三、 电感的并联<br />
1. 若干电感的并联</p>

<p><img alt="6" data-entity-type="file" data-entity-uuid="bf6da939-6fea-4194-84c5-71db326a69dd" src="/sites/default/files/inline-images/6_82.png" /></p>

<p>2. 若干电感值为l的电感并联</p>

<p><img alt="7" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1274c558-1aeb-459e-9d05-2f4f97ffaca4" src="/sites/default/files/inline-images/7_77.png" /></p>

<p>3. 两个电感并联</p>

<p><img alt="8" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2787cbdc-a534-4bc4-b3c9-f41ca92f4168" src="/sites/default/files/inline-images/8_58.png" /></p>

<p>四、 直流电路中的电感<br />
1. RL 电路中的时间常数</p>

<p><img alt="9" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1ca8ae80-0116-4c05-8695-932693c0ec96" src="/sites/default/files/inline-images/9_49.png" /></p>

<p>取标准单位:秒、亨、欧姆</p>

<p>2. LR电路的充电</p>

<p>电感的充电电路见图2。</p>

<p><img alt="10" data-entity-type="file" data-entity-uuid="793bdd17-dc7b-4e17-b021-c1eca6a9607a" src="/sites/default/files/inline-images/10_50.png" /></p>

<p>图2:电感的充电电路</p>

<p>电感的充电曲线见图3。</p>

<p><img alt="11" data-entity-type="file" data-entity-uuid="74a5087c-5e95-4db0-8e7a-d4982f912dd1" src="/sites/default/files/inline-images/11_52.png" /></p>

<p>图3:电感的充电曲线</p>

<p>3. LR电路的放电</p>

<p>放电电路见图4</p>

<p><img alt="12" data-entity-type="file" data-entity-uuid="20dba23a-ff58-4d6a-a90b-b2d24853e46b" src="/sites/default/files/inline-images/12_45.png" /></p>

<p>图4:电感的放电电路</p>

<p>电感的放电特性曲线见图5。</p>

<p><img alt="13" data-entity-type="file" data-entity-uuid="cdd2725b-1212-4161-ba16-7aa134a81f1c" src="/sites/default/files/inline-images/13_37.png" /></p>

<p>图5:电感的放电特性曲线</p>

<p>4. LR电路的电压</p>

<p><img alt="14" data-entity-type="file" data-entity-uuid="301f0af2-ba18-43f0-a597-106847ae857d" src="/sites/default/files/inline-images/14_27.png" /></p>

<p>(1)从0充电到最终值</p>

<p><img alt="15" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f2a683e6-0884-4ab7-a7d8-ad8a03040c72" src="/sites/default/files/inline-images/15_25.png" /></p>

<p>(2)放电至0</p>

<p><img alt="16" data-entity-type="file" data-entity-uuid="3dd8cac4-6aee-4ecd-9d52-5acf5938a36c" src="/sites/default/files/inline-images/16_23.png" /></p>

<p>五、交流电路中的电感<br />
1. 电压与电流的相位关系</p>

<p><img alt="17" data-entity-type="file" data-entity-uuid="4b0973aa-8b28-4ef1-8556-9866fd845d20" src="/sites/default/files/inline-images/17_14.png" /></p>

<p><img alt="18" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9b4ae918-3dfa-404e-ba41-27e728adfef9" src="/sites/default/files/inline-images/18_13.png" /></p>

<p>图6:电感中电压与电流的关系</p>

<p>电压超前电流90,电感对电流也有阻碍作用,见感抗。</p>

<p>2. 感抗</p>

<p><img alt="19" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e105c2ec-841c-4cc0-9084-3aae97332abb" src="/sites/default/files/inline-images/19_11.png" /></p>

<p>3. 电感的功率</p>

<p>(1) 瞬时功率</p>

<p>P=UI</p>

<p>(2)有功功率</p>

<p>理想电感没有损耗,有功功率为零</p>

<p>实际电感</p>

<p>P=I2RW</p>

<p>RW:电感电阻</p>

<p>I:电感电流(有效值)</p>

<p>(3)无功功率</p>

<p>P=I V= I2 XL</p>

<p>(4)品质因数</p>

<p>Q=无功功率/有功功率=XL/RW</p>

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