4.3 电感器的功能应用
4.3.1 电感器的工作特性
电感器就是将导线绕制成线圈形状,当电流流过时,在线圈(电感)两端就会形成较强的磁场。由于电磁感应的作用,会对电流的变化起阻碍作用。因此,电感器对直流呈现很小的电阻(近似于短路),对交流呈现的阻抗较高,其阻值的大小与所通过交流信号的频率有关。同一电感元件,通过交流电流的频率越高,呈现的阻值越大。
图4-19为电感器的基本工作特性示意图。
图4-19 电感器的基本工作特性示意图
电感器的两个重要特性:
① 电感器对直流呈现很小的电阻(近似于短路),对交流呈现的阻抗与信号频率成正比,交流信号频率越高,电感器呈现的阻抗越大;电感器的电感量越大,对交流信号的阻抗越大。
② 电感器具有阻止电流变化的特性,流过电感器的电流不会发生突变,根据电感器的特性,在电子产品中常作为滤波线圈、谐振线圈等。
4.3.2 电感器的滤波功能
由于电感器可对脉动电流产生反电动势,对交流电流阻抗很大,对直流阻抗很小,如果将较大的电感器串接在整流电路中,就可使电路中的交流电压阻隔在电感上,滞留部分则从电感线圈流到电容器上,起到滤除交流的作用。
通常,电感器与电容器构成LC滤波电路,由电感器阻隔交流,电容器则将直流脉动电压阻隔在电容器外,继而使LC电路起到平滑滤波的作用。
图4-20为电感器滤波功能示意图。
图4-20 电感器滤波功能示意图
4.3.3 电感器的谐振功能
电感器通常可与电容器并联构成LC谐振电路,主要用来阻止一定频率的信号干扰。图4-21为电感器谐振功能示意图。
图4-21 电感器谐振功能示意图
4.3.4 LC串联、并联谐振电路
电感器对交流信号的阻抗随频率的升高而变大。电容器的阻抗随频率的升高而变小。电感器和电容器并联构成的LC并联谐振电路有一个固有谐振频率,即共谐频率。在该频率下,LC并联谐振电路呈现的阻抗最大。利用这种特性可以制成阻波电路,也可制成选频电路。图4-22为LC并联谐振电路示意图。
电感器与电容器并联能起到谐振作用,阻止谐振频率信号输入,若将电感器与电容器串联,则可构成串联谐振电路,如图4-23所示。该电路可简单理解为与LC并联电路相反。LC串联电路对谐振频率信号的阻抗几乎为0,阻抗最小,可实现选频功能。电感器和电容器的参数值不同,可选择的频率也不同。
图4-22 LC并联谐振电路示意图
图4-23 LC串联谐振电路示意图