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电感的基本原理

发布者:舟山变压器厂    发布时间:2020-07-16
电感的基本原理一起重新认识舟山干式变压器电感,并介绍电感如何选型。

电感是电子学三大基本无源器件

电感的功能就是以磁场能的形式储存电能量。以圆柱型线圈为例,简单介绍下电感的基本原理:



如上图所示,当恒定电流流过线圈时,根据右手螺旋定则,会形成一个图示方向的静磁场。而电感中流过交变电流,产生的磁场就是交变磁场,变化的磁场产生电场,线圈上就有感应电动势,产生感应电流:

电流变大时,磁场变强,磁场变化的方向与原磁场方向相同,根据左手螺旋定则,产生的感应电流与原电流方向相反,电感电流减小;
电流变小时,磁场变弱,磁场变化的方向与原磁场方向相反,根据左手螺旋定则,产生的感应电流与原电流方向相同,电感电流变大。
以上就是楞次定律,终效果就是电感会阻碍流过的电流产生变化,就是电感对交变电流呈高阻抗。同样的电感,电流变化率越高,产生的感应电流越大,那么电感呈现的阻抗就越高;如果同样的电流变化率,不同的电感,如果产生的感应电流越大,那么电感呈现的阻抗就越高(备注: 楞次定律是一种惯性的体现,维持原来的状态类似的还有化学上的勒夏特列原理,生物学中的负反馈系统 )。


所以,电感的阻抗于两个因素有关:一是频率;二是电感的固有属性,也就电感的值,也称为电感。根据理论推导,圆柱形线圈的电感公式如下:



可以看出电感的大小与线圈的大小及内芯的材料有关。

实际电感的特性不仅仅有电感的作用,还有其他因素,如:

绕制线圈的导线不是理想导体,存在一定的电阻;
电感的磁芯存在一定的热损耗;
电感内部的导体之间存在着分布电容。
因此,需要用一个较为复杂的模型来表示实际电感,常用的等效模型如下:

等效模型形式可能不同,但要能体现损耗和分布电容。根据等效模型,可以定义实际电感的两个重要参数。

6w舟山干式变压器自谐振频率(Self-Resonance Frequency)

由于Cp的存在,与L一起构成了一个谐振电路,其谐振频率便是电感的自谐振频率。在自谐振频率前,电感的阻抗随着频率增加而变大;在自谐振频率后,电感的阻抗随着频率增加而变小,就呈现容性。

舟山干式变压器品质因素(Quality Factor)

也就是电感的Q值,电感储存功率与损耗功率的比,Q值越高,电感的损耗越低,和电感的直流阻抗直接相关的参数。

自谐振频率和Q值是高频电感的关键参数。

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