器件学习---电感

发布时间 2023-03-26 23:05:58作者: codeaholic

当电流通过线圈后,会产生磁场,磁感线穿过线圈,产生的磁通量与电流 i 有如下关系:
φ = Li
L 即为线圈的自感系数, 也就是电感的本质特性
根据法拉第电磁感应定律,当通过线圈的磁通发生变化,在线圈两端就要产生感应电动势, 并且感应
电动势的大小正比于磁通的变化率,

 这个公式可称为电感的本质特性,即它并不是由其它公式推算出来的,而是基于事实而存在的,什么
意思呢?就类似于数学里面的公理,公理是不需要证明的,而定理是需要证明的。

公式中负号表示感应电动势是要阻止电流变化,如下图所示。

 

 

 

从这个公式中,我们也可以得出以下特性

1-不能让电感电流突变
  电流突变会造成 di/dt 的值无限大, 也就是说在电感两端产生无限大的电压,这通常会对电路造成破
  坏,需要尽量避免。
2-电感在直流电路中相当于短路
  直流电路中, di/dt 0, 产生的感应电动势为 0,也就是说电感在直流电路中相当于短路。
3-电感两端加恒定电压时、 电流线性增大或者减小
  在电感两端加上恒定电压 U 时, 感应电动势与所加电压相等, 方向相反,等于-U(负号表示感应电
  动势要阻止电流变化)。根据上述公式, di/dt=U/L=常数, 这说明电感的电流是线性的增加的。
  这一点就解释了 DCDC 开关电源中电感电流波形为什么是三角波。在开关打开时,电感两端电压为
  Vin-Vout,因此电感电流线性增加,给电感充电。而在开关闭合时,电感两端电压为-Vout,电感电流线

  性减小,电感放电

电流产生磁场,但电流在不同的介质中产生的磁感应强度是不同的。

参数---磁导率

例如,在相同条件下, 铁磁介质中所产生的磁感应强度比空气介质中大得多。为了表征这种特性,将
不同的磁介质用一个系数 µ 来考虑, µ 称为介质磁导率,表征物质的导磁能力。在介质中, µ 越大, 介质
中磁感应强度 B 就越大。
真空中的磁导率一般用 µ0 表示。

近代物理经过测试,实际真空磁导率为:μ0 = 4π × 10-7 ?/?



导线电感值
  载流导线总是闭合的,包围的面积越大, 磁通量也越大, 电感也越大。一段导线总是自感的一部分。
  导线长度为 l(m),直径为 d(m) , 磁导率为 u=u0, 则电感为:
  ?0 = 2?(ln(4*?/? - 0.75)) × 10-7(?)
例:一段直径为 1mm,长为 50cm 的铜连接线的低频电感量:
?0 = 2 × 0.5 (ln (4*0.5/0.001  - 0.75) × 10-7 = 0.685??
从公式可以得出如下结论