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线圈中铁芯的作用_带铁芯的电感线圈原理

  电感线圈定义
 
  电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
 
  滤波作用,因为开关电源利用的铁粉芯是PWM都是百K级的频率,而且是开关状态产生高次谐波干扰,高次谐波干扰对电网和电路都是污染,因此要滤掉,利用电感的通低频隔高频和电容的通高频隔低频滤掉高次谐波,因此要在开关电源中串入电感,并上电容,电感等效电阻Rl=2*PI*f*L,电容等效电阻Rc=1/(2*PI*f*C),一般取电感10-50mH(前提是电感不能磁饱和),电容取0.047uF,0.1uF等,假设电感取10mH,电容取0.1uF,则对于1MHz的铁硅磁环谐波干扰,电感Rl=2*3.14*1Meg*10mH=62.8Kohm,电容Rc=1/(2*3.14*1Meg*0.1uF)=1.59ohm。显然,高频信号经过电感后会产生很大的压降,通过电容旁路到地,从而滤掉两方面的杂波,一个是来自电源电路,一个是来自电力网。
 
  电感是利用电磁感应的原理进行工作的。当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用。对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做“自感”;对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做“互感”。
 
  电感线圈的电特性和电容器相反,“阻高频,通低频”。也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。
 
  电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为“阻抗”电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感。电感线圈有时我们把它简称为“电感”或“线圈”,用字母“L”表示。绕制电感线圈时,所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的“匝数”。
 
  电感线圈的性能指标主要就是电感量的大小。另外,绕制电感线圈的导线一般来说总具有一定的电阻,通常这个电阻是很小的,可以忽略不记。但当在一些电路中流过的电流很大时线圈的这个很小的电阻就不能忽略了,因为很大的线圈会在这个线圈上消耗功率,引起线圈发热甚至烧坏,所以有些时候还要考虑线圈能承受的电功率。
 
  线圈中铁芯的作用
 
  线圈加铁芯的作用是增加磁场强度,铁芯把线圈周围的磁力线都集中,从铁芯中流通。去掉铁芯,线圈间的磁感应就会变小。磁路与电路一样总要找磁阻(电阻)小的地方走。铁芯比空气的磁阻小很多,所以磁通都从铁心走。
 
  当在通电螺线管内部插入铁芯后铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强,通常将铁芯制成蹄形。
 
  但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反,一边顺时针,另一边必须逆时针。如果绕向相同,两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消,使铁芯不显磁性。电磁铁的铁芯用软铁制做而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后将长期保持磁性而不能退磁,则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制而失去电磁铁应有的优点。
 
  带铁芯的电感线圈原理
 
  电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。
 
  当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律——磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源“。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应“,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。
 
  总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势 ,称为“自感电动势”。
 
  由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
 
  线圈中铁芯的作用_带铁芯的电感线圈原理
 
  电感在使用过程中要注意的事项
 
  1、电感使用的场合
 
  潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,还是阻抗特性等,都要注意。
 
  2、电感的频率特性
 
  在低频时,电感一般呈现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性。
 
  但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热,感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。
 
  常用电感线圈盘点
 
  1、单层线圈
 
  单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。
 
  2、蜂房式线圈
 
  如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小
 
  3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈
 
  线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。
 
  4、铜芯线圈
 
  铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。
 
  5、色码电感线圈
 
  是一种高频电感线圈,它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成。它的工作频率为10KHz至200MHz,电感量一般在0.1uH到3300uH之间。色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。其单位为uH。
 
  6、阻流圈(扼流圈)
 
  限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈。
 
  7、偏转线圈
 
  偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求:偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。
 
 
 
 
 
作者:浙江科达磁电有限公司
网址:http://www.kda.com.cn
关键词:铁粉芯铁硅磁环
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