电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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今天给大家分享一下关于电感的知识,主要是关于电感的作用以及电感的工作原理 。
什么是电感?
电感是一种由线圈组成的无源电气元件,是用于滤波、定时、电力电子应用的两端元件,属于一种储能元件,可以把电能转换成磁能并储能起来 。常用字母“L”表示 。
在实际中,电感的种类繁多,分类方式也多种多样,这里就不具体讲了 。

电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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电感电路图 电感的工作原理
电感就是将导线绕制成线圈形状,当电流流过时,在线圈(电感)两端就会形成较强的磁场 。由于电磁感应的作用,会对电流的变化起阻碍作用 。
因此,电感对直流呈现很小的电阻(近似于短路),对交流呈现的阻抗较高,其阻值的大小与所通过交流信号的频率有关 。
同一电感元件,通过交流电流的频率越高,呈现的阻值越大 。
电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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电感原理图 电感的两个重要特性
1、电感对直流呈现很小的电阻(近似于短路),对交流呈现的阻抗与信号频率成正比,交流信号频率越高,电感呈现的阻抗越大; 电感的电感量越大,对交流信号的阻抗越大 。
2、电感具有阻止电流变化的特性,流过电感的电流不会发生突变,根据电感的特性,在电子产品中常作为滤波线圈、谐振线圈 等 。
电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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电感的基本工作特性示意图 电感的功能及作用 1、电感的滤波功能 LC滤波电路
在电感滤波中,纹波系数与负载电阻成正比,另一方面,在电容滤波中,它与负载电阻成反比,因此如果将电感滤波与电容结合起来,纹波系数将几乎与负载滤波无关 。它也被称为电感输入滤波电路、扼流输入滤波电路、RC滤波电路 。
在该电路中,扼流圈与负载串联,为交流分量提供高电阻,并允许直流分量流过负载 。负载两端的电容并联连接,过滤掉流过扼流圈的任何交流分量 。通过这种方式,就可以得到整流,并通过负载提供平滑的直流电 。
电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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LC滤波电路示意图 电感滤波电路
这种类型也叫做扼流过滤电路,由插在整流器和负载电阻R之间的电感组成 。整流包含交流分量和直流分量 。当输出通过电感时,为交流分量提供高电阻,而对直流分量没有电阻 。因此整流输出的交流分量被阻断,只有直流分量到达负载 。
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电感滤波示意图 2、电感的谐振功能
电感通常和电容并联构成LC谐振电路,主要用来阻止一定频率的信号干扰 。
天线感应射频信号,经电容Ce耦合到由调谐线圈L1和可变电容CT组成的谐振电路,经L1和CT谐振电路的选频作用,把选出的广播节目载波信号通过L2耦合传送到高频放大器 。
图中的黄色圈起来的部分为CT、L1构成的谐振电路进行调谐选台 。
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电感谐振功能图
3、LC串联、并联谐振电路
LC串联谐振电路
将电感与电容串联,可构成串联谐振电路,如下图所示 。
该电路可简单理解为与LC并联电路相反 。LC串联电路对谐振频率信号的阻抗几乎为0,阻抗最小,可实现选频功能 。电感和电容的参数值不同,可选择的频率也不同 。
电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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LC串联谐振电路 LC并联谐振电路
电感与电容并联能起到谐振作用,阻止谐振频率信号输入 。电感对交流信号的阻抗随频率的升高而变大 。电容的阻抗随频率的升高而变小 。
电感和电容并联构成的LC并联谐振电路有一个固有谐振频率,即共谐频率 。
在这个频率下,LC并联谐振电路呈现的阻抗最大 。利用这种特性可以制成阻波电路,也可制成选频电路 。
电感的工作原理与作用 电感线圈的作用和工作原理

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LC并联谐振电路 电感的应用
电感的两个主要应用领域是电力电子和射频电路 。电感是各种DC-DC转换电路以及LC调谐振荡的射频电路中必不可少的元器件 。下面,我将从这两个方面举个例子 。
1、DC-DC转换电路
DC-DC转换电路或者开关稳压器用于几乎所有的电子设备中,因为在直流电压的升压和降压期间具有高效率,下面是用于降低直流电压的降压转化器的简化图 。

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