电感器中的能量:储存能量和工作特性

2019年8月12日

Magvel火车在上海上空

磁悬浮技术看起来就像一部优秀或不那么优秀的科幻电影中出现的东西。毕竟，CGI特效可以让我们不用担心万有引力或物理定律，就能让车辆上升和快速移动。然而，磁悬浮技术是真实存在的。由于磁力感应，日本和中国的磁悬浮列车从导轨升起，以创纪录的速度静静地漂浮。

一些专家认为詹姆斯·克拉克·麦克斯韦是磁悬浮运输系统的鼻祖，因为他发展了电磁学理论。麦克斯韦方程告诉我们:

电场线起于正电荷，止于负电荷
磁场线没有起点也没有终点
磁力的强度与磁常数有关
变化的磁场诱发电动势(EMF)和电场，并且
移动的电荷或变化的电场产生磁场。

理论上，通过将磁悬浮系统放置在隧道中消除风阻力，可以使列车以接近音速的速度运行。虽然我们的日常工作与多氯联苯可能达不到这个速度，但我们仍然应用麦克斯韦方程，当我们工作与电感和储存的能量。

麦克斯韦，麦克斯韦的朋友，还有电感器

无源电感器有时抢尽风头。因为伦茨、赫兹、弗莱明、亨利和法拉第等人对电和磁的关注。探索电感器的工作原理将我们带入麦克斯韦方程组中阐明的磁与电之间的关系。作为电流流动通过电感——缠绕在中心磁芯上的线圈——磁通量在导体周围形成。虽然一个简单的线圈可以作为电感器，但将线圈紧紧地缠绕在磁芯上会产生更强的磁力。

磁通绕导体运动的方向与流过导体的电流的方向成正比关系。但是，在这段关系中发生了一些不一样的事情。电感与流过它的电流的变化率相反。这种对立是如何发生的?磁通量的循环运动自感应一个二次电压，其极性与所施电压方向相反。

这种反电动势(反电动势)反对电流的变化。

有更多的。磁通量与任何电流之间存在联系。感应磁通与电流的流动方向相反。改变磁通键产生自感电压。有了这一切，我们就有了一个有效的电阻，电流的任何变化称为电感。

两个电感的例子，一个有铁氧体线圈，一个没有

所使用的电感的类型会影响你的电流流量

请注意，电感与电流变化率相反。一个稳定的直流电流简单地通过电感就像星期四去超市旅行。没有感应电压存在，电感消失在背景中，因为它承担了一个非常低的值电阻的作用。

有一个感应器为您的设计

制造商利用线圈的电磁特性，根据磁芯类型生产不同的配置。电感器可以有空心铁芯、实心铁芯或软铁氧体铁芯。改变磁芯的渗透率或其大小也会影响电感。不同的线圈配置也取决于绝缘导体的匝数，匝间的间距和导线的层数。

当我们考虑不同的电感配置时，我们还需要考虑到应用需求。例如，电源和电源转换器有不同的电感和电流要求。制造商对这些具体要求做出反应有鼓芯电感器，环形电感器，平线圈电感器，圆线圈电感器，成型粉末电感器，平面电感器，功率珠电感器。下表提供了每种类型的简要概述。

感应式	铁芯类型和形状	操作特征	应用程序
鼓芯	铁氧体，哑铃形	受工作频率和EMI性能的限制。电感范围宽。有限的载流能力。屏蔽鼓芯电感适用于高频、噪声敏感的应用。无屏蔽鼓芯电感处理饱和前的高峰值电流。	家庭自动化，销售点设备，移动计算，手持设备
环形	环形	受尺寸和性能限制。最小的通量泄漏。适用于需要防EMI的应用程序。更高的电流处理能力。高频下更高的磁芯损耗。
平面线圈	铁粉矩形	低轮廓封装的高电流容量，粉末芯提供软饱和，低噪声和高电流容量。在高频处电压降低，电流损耗小。受低电感限制。
圆线圈电感器	铁素体	良好的核心损耗特性。良好的工作温度特性。在高温和高频率下具有良好的可靠性能。	用于电信和工业控制设备的负载点稳压器和DC/DC变换器输出电感中的储能和滤波器
模制粉	铁粉直接模压在铜丝上	磁性材料完全包裹着铜匝。适用于高频率和大电流。低直流电阻。高EMI性能。	大电流，非隔离DC/DC转换器和稳压器。USB充电器，备用摄像头，LED刹车灯和日间行车灯。电动汽车充电装置。汽车油泵和发动机冷却系统
权力珠		对于大电流非常低的电感。低电压，大电流输出。低相位纹波电流	主板电源具有高开关频率，显卡
平面	屏蔽铁氧体	极低的直流电阻。低电感，高载流能力。