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磁環(huán)電感的原理與作用

文章出處:頤特電子責(zé)任編輯:頤特電子人氣:-發(fā)表時間:2016-04-12 20:37【

磁環(huán)電感的原理與作用  

磁環(huán)電感的作用和原理說明:

電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時,在導(dǎo)線的內(nèi)部周圍產(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。

當(dāng)電感中通過直流電流時,其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線,不隨時間而變化;可是當(dāng)在線圈中通過交流電流時,其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律---磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢相當(dāng)于一個“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時,此感應(yīng)電勢要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止磁力線的變化的。磁力線變化來源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”,通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間,會發(fā)生火花,這自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢所造成的。

總之,當(dāng)電感線圈接到交流電源上時,線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢 ,稱為“自感電動勢”。

由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。

數(shù)碼設(shè)備傳輸線帶有一根圓柱形的東西。這個是什么呢?是磁環(huán),抗干擾磁環(huán),或者說吸收磁環(huán)、鐵氧體磁環(huán)。

為什么要設(shè)置抗干擾磁環(huán)?電腦機箱內(nèi)的主板、CPU、電源、及IDE數(shù)據(jù)線都工作于很高的頻率狀態(tài)下,所以導(dǎo)致機箱里存在著大量的空間雜散電磁干擾信號,而信號強度也是機箱外的數(shù)倍至數(shù)十倍!沒有磁環(huán)的USB線在這個空間內(nèi)沒有采取屏蔽措施,那么這些USB線成了很好的天線,接收周圍環(huán)境中各種雜亂的高頻信號,而這些信號疊加在本來傳輸?shù)男盘柹?,甚至?xí)淖冊瓉韨鬏數(shù)挠杏眯盘?,容易出現(xiàn)問題。  吸收磁環(huán),又稱鐵氧體磁環(huán),常用于可拆卸的分離時磁環(huán),它是電子電路中常用的抗干擾元件,對于高頻噪聲有很好的抑制作用,一般使用鐵氧體材料(Mn-Zn)制成。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性,一般在低頻時阻抗很小,當(dāng)信號頻率升高磁環(huán)表現(xiàn)的阻抗急劇升高。使正常有用的信號很好的通過,又能很好的抑制高頻干擾信號的通過,而且成本低廉。

鐵氧體是一種利用高導(dǎo)磁性材料滲合其他一種或多種鎂、鋅、鎳等金屬在2000℃燒聚而成,

在低頻段,鐵氧體抗干擾磁心呈現(xiàn)出非常低的感性阻抗值,不影響數(shù)據(jù)線或信號線上有用信號的傳輸。而在高頻段,從10MHz左右開始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,電阻性分量卻迅速增加,當(dāng)有高頻能量穿過磁性材料時,電阻性分量會把這些能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉。這樣構(gòu)成一個低通濾波器,使高頻噪音信號有大的衰減,而對低頻有用信號的阻抗可以忽略,不影響電路的正常工作。

不同的鐵氧體抑制元件,有不同的較佳抑制頻率范圍。通常磁導(dǎo)率越高,抑制的頻率越低。此外,鐵氧體的體積越大,抑制效果越好。在體積一定時,長而細(xì)的形狀比短而粗的抑制效果好,內(nèi)徑越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情況下,還存在鐵氧體飽和的問題,抑制元件橫截面越大,越不易飽和,可承受的偏流越大。

為了提高傳輸速率及穩(wěn)定性,也為了減小傳輸線在傳送數(shù)據(jù)時對其他設(shè)備,如聲卡的干擾,設(shè)計了靜電屏蔽層。這個屏蔽層是由一個較薄的金屬箔片或者是多股細(xì)銅絲編織成網(wǎng)狀做成,應(yīng)用的是靜電場的表面效應(yīng)原理。也是將數(shù)據(jù)傳送線的外表面包上一層金屬膜,并將這個屏蔽層與機箱進(jìn)行接地,可以很好地將數(shù)據(jù)線與空間干擾信號隔離!磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特牲。在低頻時阻抗很小,當(dāng)信號頻率升高后磁環(huán)的阻抗急劇變大。

大家都知道,信號頻率越高,越輻射出去,而的信號線都是沒有屏蔽層的,這些信號線成了很好的天線,接收周圍環(huán)境中各種雜亂的高頻信號,而這些信號疊加在傳輸?shù)男盘柹?,甚至?xí)淖儌鬏數(shù)挠杏眯盘?,?yán)重干擾電子設(shè)備的正常工作,降低電子設(shè)備的電磁干擾(EM)已經(jīng)是考慮的問題。在磁環(huán)作用下,即使正常有用的信號順利地通過,又能很好地抑制高頻于擾信號,而且成本低廉。


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電路中磁環(huán)電感分為幾種材料?


 1、磁環(huán)的型號是各制造商命名的,不存在行業(yè)或其他標(biāo)準(zhǔn),因此,這個型號可能存在。


 2、材料問題。磁環(huán)材質(zhì)大致有錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體、鐵粉三種,分別主要用于功率變壓器、共模濾波器、飽和電感;EMC;高頻電感。


 3、電路中的磁環(huán)的作用參考第二點。


 4、非晶磁環(huán),是用非晶材料加工的磁性元件。根據(jù)所用非晶帶材的材質(zhì)不同,可分為鐵基非晶,鈷基非晶等等。根據(jù)材料的形狀,可分為帶材型磁環(huán)和粉末型磁環(huán)。非晶的特點的飽和磁密遠(yuǎn)高于普通鐵氧體和粉末磁芯,但隨著頻率升高,磁導(dǎo)率會很快下降,一般用于幾十K到上百K的頻帶。


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