第3节 影响电感的因素(修订中)

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电感器 (opens new window)结构的四个基本因素决定了产生的电感量。这些因素都通过影响给定磁场力(通过电感线圈的电流)会产生多少磁场通量来决定电感:

# 1. 绕线数,或线圈中的“匝数”

在所有其他因素相同的情况下,线圈中的导线匝数越多,电感越大;线圈中的导线匝数越少,电感就越小。

_说明:_对于给定的线圈电流,更多匝数的导线意味着线圈将产生更大的磁场力(以安匝为单位测量!)。 (opens new window)

少电感多电感图

# 2. 线圈面积

在所有其他因素相同的情况下,更大的线圈面积(通过线圈纵向观察,在磁芯的横截面处测量)会导致更大的电感;较小的线圈面积导致较小的电感。

_说明:_对于给定的场力(安匝数),更大的线圈面积对磁场通量的形成的反对更小。

少电感多电感图

# 3. 线圈长度

在所有其他因素相同的情况下,线圈的长度越长,电感越小;线圈的长度越短,电感越大。

_说明:_对于任何给定的磁场力(安匝数),磁场通量的路径越长,就越不利于形成该通量。

少电感多电感图

# 4. 芯材

在所有其他因素相同的情况下,线圈所缠绕的磁芯的磁导率越大,电感越大;磁芯的磁导率越小,电感就越小。

_说明:_对于任何给定的磁场力(安匝数),具有更大磁导率 (opens new window)的磁芯材料会产生更大的磁场通量。

少电感多电感图

使用以下公式可以找到任何线圈的电感近似值:

线圈电感量公式

必须理解,该公式仅得出_近似_数字。造成这种情况的一个原因是磁导率随着场强的变化而变化(请记住不同材料的非线性“BH”曲线 (opens new window))。显然,如果方程中的磁导率 (opens new window)(µ) 不稳定,那么电感 (L) 也会在一定程度上不稳定,因为通过线圈的电流会发生幅度变化。

如果磁芯材料的滞后很大,这也会对线圈的电感产生奇怪的影响。电感器设计者试图通过设计磁芯使其磁通密度永远不会接近饱和水平来最小化这些影响,因此电感器在 B/H 曲线的更线性部分工作。

如果一个电感器被设计成可以随意改变这些因素中的任何一个,它的电感就会相应地改变。可变电感器通常是通过提供一种在任何给定时间改变使用中的线匝数的方法或通过改变磁芯材料(可以移入和移出线圈的滑动磁芯)来制造的。这张照片显示了前一种设计的一个例子:

双可变电感器

该单元使用滑动铜触点沿其长度在不同点接入线圈。显示的单元恰好是早期无线电工作中使用的空芯电感器。

下一张照片中显示了一个固定值电感器,这是另一个为收音机制造的古董空芯单元。底部可以看到接线端子,还有几圈比较粗的线:

定值电感连接端子

这是另一个电感器(电感值更大),也用于无线电应用。它的线圈缠绕在白色陶瓷管上,以获得更大的刚性:

白色陶瓷接线端子

对于印刷电路板应用,电感器也可以做得非常小。仔细检查下面的照片,看看您是否可以识别出两个彼此靠近的电感器:

印刷电路板两个电感

该电路板上的两个电感分别标记为 L 1和 L 2,它们位于电路板的右侧中心。附近的两个组件是 R 3(一个电阻器)和 C< p=""> < sub=""> (一个电容器)。这些电感器被称为“环形”,因为它们的线圈缠绕在环形(“环形”)磁芯上。

电阻器和电容器 (opens new window)一样,电感器也可以封装为“表面贴装器件”。下图显示了这样封装的电感器可以有多小:

印刷电路板电感

在这块电路板上可以看到一对电感器,在右侧和中间,看起来像黑色的小芯片,两个都印有数字“100”。可以看到上方电感器的标签印在绿色电路板上,为 L 5。当然,这些电感器的电感值非常小,但它证明了它们可以制造得多么微小,以满足某些电路设计需求。

相关练习:

# 5. 总目录

Last Updated: 3/22/2022, 10:47:08 PM