什么是線(xiàn)圈?它是如何工作的?
什么是線(xiàn)圈?它是如何工作的?
線(xiàn)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(guò)導體時(shí),導體周?chē)鷷?huì )產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的作用類(lèi)似于磁鐵,并產(chǎn)生電動(dòng)勢。
然而,起初導體并不會(huì )立即嘗試傳導電流。但是當電流停止時(shí),導體就會(huì )開(kāi)始導電。
當電流流過(guò)導體時(shí),會(huì )在旋轉方向(順時(shí)針)產(chǎn)生磁場(chǎng),從而使螺絲松動(dòng)(安培右手螺紋定律)。
線(xiàn)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(dòng)勢(產(chǎn)生電壓)。
這種電動(dòng)勢稱(chēng)為感應電動(dòng)勢或電磁感應。
法拉第建立了這樣一條定律:感應電動(dòng)勢的大?。╒)等于每秒增加的磁通量。
在研究線(xiàn)圈時(shí),你可能會(huì )經(jīng)??吹椒ɡ诘倪@個(gè)名字。
磁通量的變化也可以通過(guò)將磁鐵移近或移遠線(xiàn)圈來(lái)產(chǎn)生。
法拉第還發(fā)現,線(xiàn)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(xiàn)圈的這些特性被稱(chēng)為電感,因此線(xiàn)圈有時(shí)也被稱(chēng)為電感器。
電感的單位用 H(亨利)表示,當電流變化為 1 A 時(shí),產(chǎn)生 1 V 電動(dòng)勢的線(xiàn)圈的電感為 1 H。
近年來(lái),許多線(xiàn)圈的中心都有一個(gè)磁芯。磁芯又稱(chēng)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(xiàn)圈稱(chēng)為磁芯線(xiàn)圈,而沒(méi)有磁芯的線(xiàn)圈稱(chēng)為空芯線(xiàn)圈。
此外,倫茲定律對于理解線(xiàn)圈也是不可或缺的。
線(xiàn)圈用電路符號 "L "表示,有時(shí)也有人說(shuō)它源自倫茨(但這并不是一個(gè)確定的理論)。倫茲定律是與感應電流方向有關(guān)的定律。
如上所述,線(xiàn)圈具有抵消磁通量變化的特性。
因此,當 N 極磁鐵靠近線(xiàn)圈時(shí),磁通量的變化方向會(huì )干擾 N 極磁鐵發(fā)出的磁力線(xiàn),從而導致電流向左流動(dòng)。
當磁鐵遠離線(xiàn)圈,磁場(chǎng)線(xiàn)減弱時(shí),磁通量會(huì )發(fā)生變化,從而使 N 極發(fā)出的磁場(chǎng)線(xiàn)增加,電流流向相反的方向。
當靠近 S 極磁鐵時(shí),電流向右流動(dòng),試圖抵消磁場(chǎng)線(xiàn)。
當 S 極磁鐵移開(kāi)時(shí),電流會(huì )向左流動(dòng),試圖阻擋 S 極磁鐵。
如上所述,電感會(huì )隨著(zhù)導體繞組數的增加而增加,但這也可以通過(guò)增加磁鐵本身的磁力或提高磁鐵移動(dòng)速度來(lái)實(shí)現。
線(xiàn)圈的作用
線(xiàn)圈在電子電路中起什么作用?
雖說(shuō)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) 穩定電流線(xiàn)圈的作用是抑制和穩定電流的變化,利用線(xiàn)圈移動(dòng)的特性來(lái)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(xiàn)圈在其中發(fā)揮著(zhù)重要作用。
變壓器由繞在一個(gè)鐵芯上的多個(gè)線(xiàn)圈組成(輸入端稱(chēng)為初級線(xiàn)圈,輸出端稱(chēng)為次級線(xiàn)圈),當初級線(xiàn)圈上施加交流電壓時(shí),電流就會(huì )流向次級線(xiàn)圈。
由于交流電的方向在不斷變化(變壓器無(wú)法轉換直流電),線(xiàn)圈的磁場(chǎng)也在不斷變化,從而不斷產(chǎn)生電動(dòng)勢。
由于初級線(xiàn)圈和次級線(xiàn)圈共用一個(gè)鐵芯,次級線(xiàn)圈一側也會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢,從而輸出電流。
輸入電壓和輸出電壓的日數由初級線(xiàn)圈和次級線(xiàn)圈的匝數比決定。
(3) 接收到特定信號的線(xiàn)圈將承載電流,盡管磁通量變化較小的直流電流在開(kāi)始流動(dòng)時(shí)會(huì )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(huì )繼續阻礙運動(dòng)。這種類(lèi)似電阻的線(xiàn)圈作用被稱(chēng)為電抗。
這種電抗可用于收音機、天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)電通信。