什么是線圈?它是如何工作的?
什么是線圈?它是如何工作的?
線圈是一種電子元件,由纏繞成螺旋狀的薄金屬片(導體)組成。導體的兩端連接有端子。
當電流通過導體時,導體周圍會產(chǎn)生磁場,磁場的作用類似于磁鐵,并產(chǎn)生電動勢。
然而,起初導體并不會立即嘗試傳導電流。但是當電流停止時,導體就會開始導電。
當電流流過導體時,會在旋轉方向(順時針)產(chǎn)生磁場,從而使螺絲松動(安培右手螺紋定律)。
線圈本身的作用是抵消磁通量的變化,并在抵消方向上產(chǎn)生電動勢(產(chǎn)生電壓)。
這種電動勢稱為感應電動勢或電磁感應。
法拉第建立了這樣一條定律:感應電動勢的大?。╒)等于每秒增加的磁通量。
在研究線圈時,你可能會經(jīng)常看到法拉第的這個名字。
磁通量的變化也可以通過將磁鐵移近或移遠線圈來產(chǎn)生。
法拉第還發(fā)現(xiàn),線圈中的繞組越多、導體直徑越小,磁力就越大,因此電流也越大。
線圈的這些特性被稱為電感,因此線圈有時也被稱為電感器。
電感的單位用 H(亨利)表示,當電流變化為 1 A 時,產(chǎn)生 1 V 電動勢的線圈的電感為 1 H。
近年來,許多線圈的中心都有一個磁芯。磁芯又稱鐵芯,由鐵磁性材料制成,容易磁化。
使用磁芯可以獲得更高的電感。
內部有磁芯的線圈稱為磁芯線圈,而沒有磁芯的線圈稱為空芯線圈。
此外,倫茲定律對于理解線圈也是不可或缺的。
線圈用電路符號 "L "表示,有時也有人說它源自倫茨(但這并不是一個確定的理論)。倫茲定律是與感應電流方向有關的定律。
如上所述,線圈具有抵消磁通量變化的特性。
因此,當 N 極磁鐵靠近線圈時,磁通量的變化方向會干擾 N 極磁鐵發(fā)出的磁力線,從而導致電流向左流動。
當磁鐵遠離線圈,磁場線減弱時,磁通量會發(fā)生變化,從而使 N 極發(fā)出的磁場線增加,電流流向相反的方向。
當靠近 S 極磁鐵時,電流向右流動,試圖抵消磁場線。
當 S 極磁鐵移開時,電流會向左流動,試圖阻擋 S 極磁鐵。
如上所述,電感會隨著導體繞組數(shù)的增加而增加,但這也可以通過增加磁鐵本身的磁力或提高磁鐵移動速度來實現(xiàn)。
線圈的作用
線圈在電子電路中起什么作用?
雖說它們是基本的電子元件,但其用途因處理方式不同而各異,下面是一些典型的例子。
(1) 穩(wěn)定電流線圈的作用是抑制和穩(wěn)定電流的變化,利用線圈移動的特性來防止磁通量的變化,從而消除噪聲。
(2) 變壓器是人們熟悉的另一種電子設備,線圈在其中發(fā)揮著重要作用。
變壓器由繞在一個鐵芯上的多個線圈組成(輸入端稱為初級線圈,輸出端稱為次級線圈),當初級線圈上施加交流電壓時,電流就會流向次級線圈。
由于交流電的方向在不斷變化(變壓器無法轉換直流電),線圈的磁場也在不斷變化,從而不斷產(chǎn)生電動勢。
由于初級線圈和次級線圈共用一個鐵芯,次級線圈一側也會產(chǎn)生感應電動勢,從而輸出電流。
輸入電壓和輸出電壓的日數(shù)由初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比決定。
(3) 接收到特定信號的線圈將承載電流,盡管磁通量變化較小的直流電流在開始流動時會試圖將其抵消。
然而,磁通量不斷變化的交變電流和高頻電流會繼續(xù)阻礙運動。這種類似電阻的線圈作用被稱為電抗。
這種電抗可用于收音機、天線和無線電通信。