簡述純電感電路中電壓與電流的關係
發布時間:2019-02-18 責任編輯:lina
【導讀】電感(電感線圈)是用絕緣導線繞製而成的電磁感應元件,也是電子電路中常用的元器件之一。電感是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞製成的一組串聯的同軸線匝,它在電路中用字母“L”表示,主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。
電感(電感線圈)是用絕緣導線繞製而成的電磁感應元件,也是電子電路中常用的元器件之一。電感是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞製成的一組串聯的同軸線匝,它在電路中用字母“L”表示,主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。
電感器結構
1、骨架 骨架泛指繞製線圈的支架。一些體積較大的固定式電感器或可調式電感器(如振蕩線圈、阻流圈等),大多數是將漆包線(或紗包線)環繞在骨架上,再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內腔,以提高其電感量。骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷製成,根據實際需要可以製成不同的形狀。小型電感器(例如色碼電感器)一般不使用骨架,而是直接將漆包線繞在磁心上。空心電感器(也稱脫胎線圈或空心線圈,多用於高頻電路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上繞好後再脫去模具,並將線圈各圈之間拉開一定距離。
2、繞組 繞組是指具有規定功能的一組線圈,它是電感器的基本組成部分。繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞(繞製時導線一圈挨一圈)和間繞(繞製時每圈導線之間均隔一定的距離)兩種形式;多層繞組有分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等多種。
3、磁心與磁棒 磁心與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體(NX係列)或錳鋅鐵氧體(MX係列)等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多種形狀。
4、鐵心 鐵心材料主要有矽鋼片、坡莫合金等,其外形多為“E”型。
5、屏蔽罩 為避免有些電感器在工作時產生的磁場影響其它電路及元器件正常工作,就為其增加了金屬屏幕罩(例如半導體收音機的振蕩線圈等)。采用屏蔽罩的電感器,會增加線圈的損耗,使Q值降低。
6、封裝材料 有些電感器(如色碼電感器、色環電感器等)繞製好後,用封裝材料將線圈和磁心等密封起來。封裝材料采用塑料或環氧樹脂等。
純電感電路中電壓與電流間的數量關係
由於電阻很小的線圈組成的交流電路,可以近似地看成是一個純電感電路。
在zai直zhi流liu電dian路lu中zhong,影ying響xiang電dian流liu跟gen電dian壓ya關guan係xi的de隻zhi有you電dian阻zu。在zai交jiao流liu電dian路lu中zhong,情qing況kuang要yao複fu雜za一yi些xie,影ying響xiang電dian流liu跟gen電dian壓ya關guan係xi的de,除chu了le電dian阻zu,還hai有you電dian感gan和he電dian容rong。
電(dian)感(gan)對(dui)交(jiao)流(liu)電(dian)的(de)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong)。為(wei)什(shen)麼(me)電(dian)感(gan)對(dui)交(jiao)流(liu)電(dian)有(you)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong)呢(ne)?交(jiao)流(liu)電(dian)通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)時(shi),電(dian)流(liu)時(shi)刻(ke)在(zai)改(gai)變(bian),電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)中(zhong)必(bi)然(ran)產(chan)生(sheng)自(zi)感(gan)電(dian)動(dong)勢(shi),阻(zu)礙(ai)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua),這(zhe)樣(yang)就(jiu)形(xing)成(cheng)了(le)對(dui)電(dian)流(liu)的(de)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong)。在(zai)電(dian)工(gong)技(ji)術(shu)中(zhong),變(bian)壓(ya)器(qi)、diancitiedengdexianquan,yibanshiyongtongxianraode。tongdedianzulvhenxiao,zaihenduoqingkuangxia,xianquandedianzubijiaoxiao,keyilvequbuji,errenweixianquanzhiyoudiangan。zhiyoudiangandedianlujiaochundiangandianlu。
在純電感電路中,電流強度跟電壓成正比,即I∝U.用1/(XL)作為比例恒量,寫成等式,就得到I=U/(XL)這就是純電感電路中歐姆定律的表達式。把這個表達式跟I=U/R比,可以看出XL相當於電阻R。XL表示出電感對交流電阻礙作用的大小,叫做感抗,它的單位也是歐姆。
線圈的感抗XL跟自感係數L和交流電的頻率f間有如下的關係:
XL=2лfL
由於1亨=1伏·秒/安,1亨/秒=1伏/安=1歐,因此上式中的XL、f、L的單位應分別用歐姆、赫茲、亨利。
電阻是由導體本身的電阻率、長度和橫截麵積決定的,跟通過的電流無關。XL=2лfL說明,感抗卻跟通過的電流的頻率有關。例如,自感係數是1亨的線圈,對於直流電,f=0,XL=0;對於50赫的交流電,XL=314歐;對於500千赫的交流電,XL=3.14兆歐。所以電感線圈在電路中有“通直流、阻交流”或“通低頻、阻高頻”的特性。在電工和電子技術中,用來“通直流、阻交流”dedianganxianquan,jiaodipineliuquan。xianquanraozaibihedetiexinshang,zashuweijiqianshenzhichaoguoyiwan,ziganxishuweijishiheng。zhezhongxianquanduidipinjiaoliudianjiuyouhendadezuaizuoyong。yonglai“通低頻、阻高頻”的de電dian感gan線xian圈quan,叫jiao高gao頻pin扼e流liu圈quan。線xian圈quan有you的de繞rao在zai圓yuan柱zhu形xing的de鐵tie氧yang體ti心xin上shang,有you的de是shi空kong心xin的de,匝za數shu為wei幾ji百bai,自zi感gan係xi數shu為wei幾ji個ge毫hao亨heng。這zhe種zhong線xian圈quan對dui低di頻pin交jiao流liu電dian的de阻zu礙ai作zuo用yong較jiao小xiao,對dui高gao頻pin交jiao流liu電dian的de阻zu礙ai作zuo用yong很hen大da。
電(dian)感(gan)對(dui)交(jiao)流(liu)電(dian)的(de)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong)。為(wei)什(shen)麼(me)電(dian)感(gan)對(dui)交(jiao)流(liu)電(dian)有(you)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong)呢(ne)?交(jiao)流(liu)電(dian)通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)時(shi),電(dian)流(liu)時(shi)刻(ke)在(zai)改(gai)變(bian),電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)中(zhong)必(bi)然(ran)產(chan)生(sheng)自(zi)感(gan)電(dian)動(dong)勢(shi),阻(zu)礙(ai)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua),這(zhe)樣(yang)就(jiu)形(xing)成(cheng)了(le)對(dui)電(dian)流(liu)的(de)阻(zu)礙(ai)作(zuo)用(yong)。在(zai)電(dian)工(gong)技(ji)術(shu)中(zhong),變(bian)壓(ya)器(qi)、diancitiedengdexianquan,yibanshiyongtongxianraode。tongdedianzulvhenxiao,zaihenduoqingkuangxia,xianquandedianzubijiaoxiao,keyilvequbuji,errenweixianquanzhiyoudiangan。zhiyoudiangandedianlujiaochundiangandianlu。
在純電感電路中,電流強度跟電壓成正比,即I∝U.用1/(XL)作為比例恒量,寫成等式,就得到I=U/(XL)這就是純電感電路中歐姆定律的表達式。把這個表達式跟I=U/R比,可以看出XL相當於電阻R。XL表示出電感對交流電阻礙作用的大小,叫做感抗,它的單位也是歐姆。
線圈的感抗XL跟自感係數L和交流電的頻率f間有如下的關係:
XL=2лfL
由於1亨=1伏·秒/安,1亨/秒=1伏/安=1歐,因此上式中的XL、f、L的單位應分別用歐姆、赫茲、亨利。
電阻是由導體本身的電阻率、長度和橫截麵積決定的,跟通過的電流無關。XL=2лfL說明,感抗卻跟通過的電流的頻率有關。例如,自感係數是1亨的線圈,對於直流電,f=0,XL=0;對於50赫的交流電,XL=314歐;對於500千赫的交流電,XL=3.14兆歐。所以電感線圈在電路中有“通直流、阻交流”或“通低頻、阻高頻”的特性。在電工和電子技術中,用來“通直流、阻交流”dedianganxianquan,jiaodipineliuquan。xianquanraozaibihedetiexinshang,zashuweijiqianshenzhichaoguoyiwan,ziganxishuweijishiheng。zhezhongxianquanduidipinjiaoliudianjiuyouhendadezuaizuoyong。yonglai“通低頻、阻高頻”的de電dian感gan線xian圈quan,叫jiao高gao頻pin扼e流liu圈quan。線xian圈quan有you的de繞rao在zai圓yuan柱zhu形xing的de鐵tie氧yang體ti心xin上shang,有you的de是shi空kong心xin的de,匝za數shu為wei幾ji百bai,自zi感gan係xi數shu為wei幾ji個ge毫hao亨heng。這zhe種zhong線xian圈quan對dui低di頻pin交jiao流liu電dian的de阻zu礙ai作zuo用yong較jiao小xiao,對dui高gao頻pin交jiao流liu電dian的de阻zu礙ai作zuo用yong很hen大da。
交流電路中,純電感電路的電壓和電流的相位相差90°,所以在電阻、電感(即線圈,略掉了線圈直流電阻的影響))串聯的電路中,其電抗Rx(即總的電阻)與電阻R。感抗RL(RL=2πfL)的關係是Rx=√(R^2+RL^2),則總電壓V與電阻上的電壓VR和電感上的電壓VRL關係也滿足這個關係,即V=√(VR^2+VRL^2)。
交流電路電感電流與電壓相位的關係

電感電壓比電流超前90°(或π/2),即電感電流比電壓滯後90°,如何理解這句話呢,可以作以下解釋:
電感電路電壓與電流的關係是通過磁通來聯係起來的,u=NdΦ/dt,NΦ=Li,N是線圈匝數,L是線圈的電感,對固定線圈是一個常數,以上兩個公式可推導出u=Ldi/dt,這zhe個ge公gong式shi的de意yi義yi就jiu是shi變bian化hua的de電dian流liu產chan生sheng了le電dian壓ya,也ye可ke以yi說shuo是shi變bian化hua的de電dian壓ya產chan生sheng了le電dian流liu,數shu量liang上shang的de關guan係xi就jiu是shi電dian壓ya等deng於yu電dian流liu的de變bian化hua率lv,就jiu是shi斜xie率lv,電dian壓ya的de最zui高gao點dian電dian流liu為wei零ling,電dian流liu的de最zui高gao點dian電dian壓ya為wei零ling,就jiu是shi那na一yi時shi刻ke電dian流liu或huo電dian壓ya的de變bian化hua率lv為wei零ling,切qie線xian與yuX軸是平行,電流或電壓沒有變化,所以電壓或電流就是零。
根據磁慣性的概念,“磁場慣性”導致電感上的電流滯後於電壓:電感上的電流滯後於電壓的物理意義,是電流通過線圈(電感)時shi要yao形xing成cheng新xin的de磁ci場chang,當dang新xin磁ci場chang建jian立li的de時shi候hou,老lao磁ci場chang的de磁ci慣guan性xing會hui阻zu礙ai新xin磁ci場chang建jian立li,即ji阻zu礙ai電dian流liu流liu過guo。所suo以yi當dang電dian壓ya加jia上shang去qu以yi後hou,電dian流liu不bu能neng馬ma上shang形xing成cheng,需xu要yao電dian流liu通tong過guo一yi段duan時shi間jian來lai克ke服fu磁ci慣guan性xing,所suo以yi就jiu產chan生sheng了le滯zhi後hou現xian象xiang。而er滯zhi後hou90度,則是因為電壓在90度時開始翻轉,即電壓方向發生改變,就導致電流的改變滯後了90度。
第七屆2019亞太自助售貨行業高峰論壇暨新品發布會將於2月在廣州召開
美國泛達:數字化智造觀,選擇適合自己的更重要
簡析電聲器件和電聲係統的設計
MLCC是怎樣抵禦波峰焊中的熱衝擊?
解析視覺傳感技術的應用及工作原理
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 從機械執行到智能互動:移遠Q-Robotbox助力具身智能加速落地
- 品英Pickering將亮相2026航空電子國際論壇,展示航電與電池測試前沿方案
- 模擬芯片設計師的噩夢:晶體管差1毫伏就廢了,溫度升1度特性全飄
- 3A大電流僅需3x1.6mm?意法半導體DCP3603重新定義電源設計
- 芯科科技Tech Talks與藍牙亞洲大會聯動,線上線下賦能物聯網創新
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
按鈕開關
白色家電
保護器件
保險絲管
北鬥定位
北高智
貝能科技
背板連接器
背光器件
編碼器型號
便攜產品
便攜醫療
變容二極管
變壓器
檳城電子
並網
撥動開關
玻璃釉電容
剝線機
薄膜電容
薄膜電阻
薄膜開關
捕魚器
步進電機
測力傳感器
測試測量
測試設備
拆解
場效應管
超霸科技


