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影响电感的因素

21ic电子网  · 公众号  · 半导体  · 2024-12-02 17:51

正文

电感器构造的四个基本因素决定了产生的电感量。 这些因素通过影响给定磁场力(通过电感器线圈的电流)将产生多少磁场磁通量来决定电感:

1. 线圈中的线圈匝数或“圈数”

在所有其他因素相等的情况下,线圈中的线圈匝数越多,电感量越大;线圈匝数越少,电感量越小。

解释:更多的线圈匝数意味着线圈将为给定的线圈电流产生更多的磁场力(以安培-匝数计量)。



2. 线圈面积

在所有其他因素相等的情况下,线圈面积越大(从线圈长度方向看,在线圈芯的横截面上测量),电感量越大;线圈面积越小,电感量越小。

解释:更大的线圈面积对于给定的磁场力(安培-匝数)形成的磁场磁通量的阻力较小。



3. 线圈长度

在所有其他因素相等的情况下,线圈的长度越长,电感量越小;线圈的长度越短,电感量越大。

解释:磁场磁通量需要走过的路径越长,对于任何给定的磁场力(安培-匝数)形成的磁通量的阻力就越大。



4. 芯材料

在所有其他因素相等的情况下,线圈所绕的芯材料的磁导率越大,电感量越大;芯材料的磁导率越小,电感量越小。

解释:具有更大磁导率的芯材料对于任何给定的磁场力(安培-匝数)产生的磁场磁通量更大。



任何线圈的电感可以通过以下公式近似计算:



必须理解,这个公式只提供近似值。造成这种情况的一个原因是磁导率会随着场强的变化而变化(记住不同材料的非线性“B-H”曲线)。显然,如果方程中的磁导率(µ)不稳定,那么电感(L)也会在一定程度上随着线圈中电流的大小变化而不稳定。

如果芯材料的滞后现象显著,这也会对线圈的电感产生奇怪的影响。电感器设计者试图通过设计芯材料,使其磁通密度永远不会接近饱和水平,从而使电感器在B/H曲线的更线性部分运行,从而最小化这些影响。

如果一个电感器被设计成这些因素中的任何一个都可以随意变化,其电感就会相应地变化。可变电感器通常通过提供一种方法来改变任何给定时间使用的线圈匝数,或者通过改变芯材料(一个可以在线圈内外移动的滑动芯)来实现。下面的照片展示了前一种设计的例子:



这个装置使用滑动铜接触点在线圈的不同长度点上接入。所示的装置恰好是一个用于早期无线电工作的空心电感器。

下一张照片展示了一个固定值电感器,这是另一个为无线电制造的古董空心单元。可以看到底部的连接端子,以及几匝相对较粗的线:




这是另一个电感器(电感值更大),也用于无线电应用。它的线圈绕在一个白色陶瓷管上,以增加刚性:




电感器也可以为印刷电路板应用制造得非常小。仔细观察下面的照片,看看你是否能识别出彼此靠近的两个电感器:




这个电路板上的两个电感器分别标记为L1和L2,它们位于板的右中心。两个附近的组件是R3(一个电阻器)和C< p=""> < sub=”“>(一个电容器)。这些电感器被称为“环形”的,因为它们的线圈是绕在甜甜圈形状(“环面”)的芯上。

像电阻器和电容器一样,电感器也可以封装为“表面贴装器件”。下面的照片展示了当电感器以这种方式封装时可以有多小:


在这个电路板上,可以看到一对电感器,位于右中心,看起来像印有“100”数字的小黑芯片。上部电感器的标签可以在绿色电路板上看到,标记为L5。当然,这些电感器的电感值非常小,但它展示了它们可以制造得多么微小,以满足某些电路设计需求。

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