什么是電感器，電感器是如何工作的？

什么是電感器

如前所述，電感器只不過是一根緊緊纏繞在磁芯上的絕緣線。該磁芯可以是鐵磁材料或塑料，或者在某些情況下是空心的（空氣）。這依賴于“磁通量在載流導(dǎo)體周圍發(fā)展”的原理。如果您了解電容器，您將熟悉電容器通過在其極板中存儲相等和相反的電荷來存儲能量的事實。同樣，電感器以圍繞其發(fā)展的磁場的形式存儲能量。電感器對交流和直流的反應(yīng)不同。但在深入研究“電感器的工作原理”之前。讓我們看看它的構(gòu)造和特點。

電感器的結(jié)構(gòu)：

電感器由電子產(chǎn)品中使用的所有其他組件構(gòu)成起來非常簡單。這是制作簡單電感器的指南。只需一根絕緣線和一種磁芯材料即可纏繞線圈。磁芯只不過是一種電線纏繞的材料，如上圖所示。根據(jù)所使用的磁芯材料，有不同類型的電感器。使用的一些常見磁芯材料是鐵，鐵磁鐵等。除了芯材的類型外，它還有不同的尺寸和形狀，包括圓柱形、棒狀、托羅德形和片材。與此相反，還有沒有任何物理磁芯的電感器。它們被稱為空心電感器或空心電感器。磁芯在改變電感器的電感方面起著重要作用。

電感器如何工作

讓我們從陳述“磁通量將在載流導(dǎo)體上產(chǎn)生”這一事實開始。同樣，當(dāng)電流通過電感器時，它會在其周圍產(chǎn)生磁通量。換句話說，施加到電感器的能量以磁通量的形式存儲。磁通量的發(fā)展方向?qū)⑴c電流流動的方向相反。因此，電感器可以抵抗流過它的電流的突然變化。電感器的這種能力稱為電感，每個電感器都會有一些電感。這是由符號L給出的，并以亨利為單位。

電感器的電感取決于線圈的形狀、磁芯繞組的匝數(shù)、磁芯的面積和磁芯材料的磁導(dǎo)率。電感器的電感由下式給出

L = μN(yùn)2A / L

L – 線圈電感

μ – 芯材的滲透性

A – 線圈面積（平方米）

N – 線圈中的匝數(shù)

l – 線圈的平均長度（米）

交流電路中的電感器：

如前所述，與直流信號源相比，電感器與交流電的作用不同。當(dāng)交流信號施加到電感器時，它會產(chǎn)生一個磁場，該磁場隨時間變化，因為產(chǎn)生磁場的電流本身也在時間上變化。根據(jù)法拉第定律，這種現(xiàn)象會在電感器上產(chǎn)生自感電壓。該自感電壓用VL表示。事實上，電感兩端產(chǎn)生的電壓的作用方向與抵抗它們的電流相反。電感兩端的電壓由下式給出

V L =L di / dt

VL – 自感電壓

di / dt – 電流相對于時間的變化

如果 1 安培的電流相對于 1 秒流過一個亨利電感器時將在電感器上產(chǎn)生

《》v?，F(xiàn)在您可以看到流過電感器的電流如何影響其兩端產(chǎn)生的電壓。產(chǎn)生的電壓與流過電感器的電流相反。

電感器的V-I特性：

讓我們參考電感器的VI特性曲線來更好地理解上述概念。當(dāng)交流信號的正循環(huán)通過電感器時，電流增加。我們知道電感器討厭電流的變化，所以它會產(chǎn)生一個感應(yīng)電壓來對抗引起它的電流。您可以在上圖中的0°中觀察到這一點，當(dāng)電流開始升高時，感應(yīng)電壓將是最大值。一旦電流達(dá)到最大值，感應(yīng)電壓變?yōu)樨?fù)值，以試圖防止電流減少。

這個循環(huán)重復(fù)，從上圖中我們可以觀察到電感器中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓將作用于流過它的變化電流。在這里，電壓和電流被稱為異相90°。因此，通過交流信號，電感器以連續(xù)的循環(huán)以磁場的形式存儲和釋放能量。

直流電路中的電感器：

我們現(xiàn)在了解了電感器如何與交流信號源配合使用。讓我們來看看它與直流信號源一起使用時的反應(yīng)?；叵胍幌拢姼袃啥说母袘?yīng)電壓公式由下式給出

V L =L di / dt

當(dāng)使用直流信號源時，電流相對于時間的變化將為零，導(dǎo)致電感器兩端的感應(yīng)電壓為零。簡單地說，在直流電路中，電感器的行為就像一根簡單的普通電線，其電線會產(chǎn)生一些電阻。但是，在實際電路中使用帶有直流信號源的電感器時，還有更多。在實際電路中，電流需要很短的時間才能從零達(dá)到最大值。在此時刻，電感器兩端將有一個感應(yīng)電壓，當(dāng)電流開始從零移動到其最大值時，該電壓將為負(fù)最大值。一旦電流達(dá)到穩(wěn)定的直流狀態(tài)，感應(yīng)電壓急劇下降到零并作廢。當(dāng)與直流信號源一起使用時，電感器將表現(xiàn)出這種短跨度的感應(yīng)電壓尖峰。

感抗：

關(guān)于電感器，另一個需要了解的重要事項是電抗。這是電容器和電感器等元件對交流電信號所表現(xiàn)出的電阻特性。電感器顯示的電抗稱為感抗，由公式給出

XL = 2πFL

從公式中可以推斷出電抗隨著交流信號頻率的增加而增加，請記住電感器討厭變化的電流，因此它對高頻信號表現(xiàn)出更大的電抗。而當(dāng)頻率接近零或直流信號通過時，電抗變?yōu)榱悖拖褫斎胄盘柾ㄟ^的導(dǎo)體一樣。