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電感的頻率特性與等效電路介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-05-16 20:59:53
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電感的頻率特性與等效電路介紹
什么是電感的頻率特性
首先,電感(線圈)具有以下基本特性,被稱為“電感的感性電抗”
(1) 直流基本上直接流過(guò)
(2) 對(duì)于交流,起到類似電阻的作用
(3) 頻率越高越難通過(guò)
下面是表示電感的頻率和阻抗特性的示意圖。
電感 頻率特性 等效電路
在理想電感器中,阻抗隨著頻率的提高而呈線性增加,但在實(shí)際的電感器中,如等效電路所示,并聯(lián)存在寄生電容EPC,因而會(huì)產(chǎn)生自諧振現(xiàn)象。
所以,到達(dá)諧振頻率之前呈現(xiàn)電感本來(lái)的感性特性(阻抗隨著頻率升高而增加),到達(dá)諧振頻率之后寄生電容的影響占主導(dǎo)地位,呈現(xiàn)出容性特性(阻抗隨著頻率升高而減小)。也就是說(shuō),在比諧振頻率高的頻率范圍,不能發(fā)揮作為電感的作用。
電感的諧振頻率可通過(guò)上述公式求得。除了主體是電容量還是電感量的區(qū)別外,該公式與電容的諧振頻率公式基本相同。從公式中可以看出,電感值L變小時(shí)諧振頻率會(huì)升高。
電感的寄生分量中,除了寄生電容EPC之外,還有電感繞組的電阻分量ESR(等效串聯(lián)電阻)、與電容并聯(lián)存在的EPR(等效并聯(lián)電阻)。電阻分量會(huì)限制諧振點(diǎn)的阻抗。
關(guān)鍵要點(diǎn):
電感在諧振頻率之前呈現(xiàn)感性特性(阻抗隨頻率升高而增加)。
電感在諧振頻率之后呈現(xiàn)容性特性(阻抗隨頻率升高而減小)。
在比諧振頻率高的頻段,電感不發(fā)揮作為電感的作用。
電感值L變小時(shí),電感的諧振頻率會(huì)升高。
電感的諧振點(diǎn)阻抗受寄生電阻分量的限制。
頻率特性
寄生電容對(duì)頻率特性的影響較大。理想電感的阻抗隨著頻率的升高成正比增加,這正是電感對(duì)高頻干擾信號(hào)衰減較大的根本原因。實(shí)際的電感器等效電路是一個(gè)LC并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)角頻率為1/√LC時(shí),會(huì)發(fā)生并聯(lián)諧振,這時(shí)電感的阻抗最大,超過(guò)諧振點(diǎn)后,電感器的阻抗特性呈現(xiàn)電容阻抗特性 — 隨頻率增加而降低。電感的電感量越大,往往寄生電容也越大,電感的諧振頻率越低。
電感 頻率特性 等效電路
電感等效電路
電感元件除電感L外,也總是有損耗電阻RL和分布電容CL。一般情況下RL和CL的影響很小。電感元件接于直流并達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),可視為電阻;
若接于低頻交流電路則可視為理想電感L和損耗電阻RL的串聯(lián);在高頻時(shí)其等效電路如圖所示Re和Le分別為電感元件的等效電阻和等效電感。
從上式知當(dāng)CL甚小時(shí)或RL、CL和ω都不大時(shí),Le才會(huì)等于L或接近等于L。
電感 頻率特性 等效電路
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