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看完这篇文章还有人觉得电感难懂吗?

工程师
2021-11-18 20:02:11    评分

众所周知,电感和电容都是电子电路中存储能量的重要器件。想必大家对电容的特性也理解得比较透彻,但是很多初学者对于电感的理解还是比较抽象和模糊。的确,相比电容而言,电感在电场和磁场都有所表现,它可以储存磁能并转化为电能形式输出完成各种功能作用。本文通过几个例子带大家理解电感和它的一些特性。

先看一张图,问:开关闭合后,会看到什么现象?

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有人会脱口而出,电感通直隔交,灯泡直接点亮。

这里引入电感的一个特性:阻碍电流的变化,或者说流经电感的电流不能突变。知道了这个特性,上面抛出的问题就可以解答了:开关闭合前,回路没有电流,所以流经电感的电流是0,当开关闭合,由于电感的电流不能突变(这一点和电容两端的电压不能突变很像,可以帮助理解和记忆),所以起初整个回路的电流是0,灯泡是不亮的,电源电压全部加载在电感两端,随着时间的推移(这个时间和电感量L有关,L越大时间越长),回路的电流开始上升,亮度开始变亮,直至电压完全加在灯泡两端,灯泡最亮,电感等效成导线。这一过程也是电感“充磁”的过程。

其实电感阻碍电流的变化这一特性可以用楞次定律来解释:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流磁通变化。这句话念起来就比较拗口,我们还用上个例子来解释,当开关闭合瞬间,电路中开始有电流流过,而电感线圈是要产生感应电流来阻碍电路中电流的变大,所以感应电流的方向和电路中电流的方向是相反的,如下图所示:

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既然闭合电路里有感应电流,那么必定产生电动势,既然是电动势,必然有方向,下面来标注感应电动势的方向。这时候我们可以把电感看作一个电源或电池,我们知道在电源内部,电流的方向是从负极流向正极,这样就可以把电动势的正负极标注出来。

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感应电动势的方向为左负右正,电动势的方向和电源的方向相反,所以刚上电那会和电源有一些抵消,阻碍电流的增大,当然这个阻碍是有限的,电流还是会逐渐增大到最大,因为不再有磁通变化,电感近乎一根导线不再产生感应电流和电动势。

下面来分析开关断开的情况,开关断开,回路中的电流就会有减小的趋势,这时又会产生感应电流来阻碍电流的减小,所以这次感应电流的方向和电流的方向是一致的,我们再用同样的方法把感应电动势标注,这次感应电动势的方向为左正又负。

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假如此时在电感两端并一个LED小灯,小灯将充当感应电动势的放电回路,亮一段时间。

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我们平时用晶体管驱动感性负载,当断开负载的瞬间就需要特别注意了,高于电源电压几倍、方向为下正上负的感应电动势将加载到晶体管的CE级,假如晶体管CE级耐压过小很容易把晶体管击穿。

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这里常用的处理方法是在感性负载的两边并联一个开关二极管,将电压泄放到电源中去。

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搞清楚了电感的这些特性,我们今后在分析和电感相关的DC-DC升降压电路,以及和变压器相关的开关电源都将得心应手,根本不需要靠死记硬背来记忆。

转帖自网络




工程师
2021-11-18 21:44:38    评分
2楼

感谢您的分享


工程师
2021-11-18 22:11:50    评分
3楼

文章写的不错


院士
2021-11-27 21:26:52    评分
4楼

有图有文的通俗易懂,谢谢分享。


高工
2021-11-27 23:34:13    评分
5楼

讲的通俗易懂。



工程师
2021-11-27 23:48:01    评分
6楼



专家
2021-11-28 00:00:43    评分
7楼

感谢您的分享


工程师
2021-11-28 00:10:19    评分
8楼

谢谢分享。


专家
2021-11-28 00:25:37    评分
9楼

谢谢分享


助工
2021-11-28 00:30:27    评分
10楼

我来了


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