电感是指电流在变化时所产生的电磁感应现象,并且由此可以产生阻碍电流变化的作用。在电路中,常用的电感器件包括线圈、变压器等。
线圈:线圈是由绕在导体上的绕组构成,因为导体本身具有电阻,所以电流通过时会产生电磁波,并且产生电磁感应现象,也就是电感。线圈在电子电路中被广泛应用,它们的主要功能在于储能、阻挡电流变化、滤波、电感耦合等。
变压器:变压器是利用电磁感应现象传递电能的装置,由一个或多个线圈构成。在变压器中,通过在主线圈中施加变化的电流,产生的磁场会沿着铁芯传递,使次级线圈中产生感应电势,从而实现电能的传递。
电感器件可以具有多种作用,包括储能、阻碍电流变化、滤波和变压等。其中,储能功能常用于脉冲功率输出电路中,通过储存电流并在需要时释放电流来实现高峰值输出功率。
阻碍电流变化的作用主要应用于当电路中有突发电流时,电感器件可以阻止电流的急剧变化,并防止电路损坏。在开关电源技术中,电感还可通过实现交流转换为直流电来实现功率变换。
滤波器的电感作用主要是削弱高频噪声和EMI干扰。当交流信号通过电感元件时,电感的阻抗随着频率的增加而增加,从而可以在高频时提供更大的阻抗。
电感仅在直流电路中无损地传输能量,而在交流电路中存在一定的损耗。其中最大的损失来自磁芯材料,因为在磁芯中传送的磁通量会在不同材料之间存在各种损耗。因此,在设计电感电路时,需要考虑到磁芯材料的损耗问题。
此外,线圈中的电阻也会导致损耗,因为电流通过导体时会受到电阻的阻碍,从而导致电流转化为热、电磁辐射等形式的能量失耗。