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關於電感飽和的感性理解

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  在研究電感濾波時,經常糾結電感的選型,脫離學校有點久了,把之前關於電感的那點知識都丟了,以至於沒想明白為什麽電感會飽和,而導致電感飽和的恰恰是我想要保留的直流電流,把電感和電容的概念完全等同了,以為直流電流對電感毫無影響,其實是不對的。

  飽和電流首先不等於最大電流,對於直流電流,可以認為電感阻抗為0,選擇飽和電流為1A的電感,不以為著總電流最大是1A,可以更大,只要電感線徑支持。過大的電流意味著電感過飽和,電感就不是電感了,只是一段金屬導體而已,因為飽和的電感不會對交流電流產生影響。

  對於電感,最熟悉的莫過於電磁感應,磁生電電生磁,變化的磁場產生電場,但是並不是變化的電場產生磁場, 電場固然產生磁場,恒定的電場產生恒定的磁場,變化的電場產生變化的磁場,變化的磁場產生電場,是這樣一個關系。

   產生磁場的微觀原理:電子圍繞著原子外層軌道旋轉,電子在每一層的旋轉過程中都會產生微弱的磁場,每一層的磁場都是不一樣的,所以方向也不同,但其中的作用力為零,沒有磁性。當一線圈通電流,同樣會產生磁場,磁力線穿過磁性材質以後,電子開始轉動,線圈產生的磁力線被消除,線圈電流越加大,磁性材料電子就會更多改變的旋轉方向,所有都會磁性材料電子旋轉方向都相同時,磁飽和因此而產生。

  產生磁飽和之後,如果交流電流(需要濾掉的部分)經過,正向電流(大於0)無疑會加深飽和程度,不會產生阻尼,負向電流(小於0),根據磁飽和的程度,有可能會產生一定的阻尼,總之都會影響濾波效果,更不用說不過0的交流電流成分了,起不到任何濾波作用。這有點像運放電流工作在放大區還是飽和區的問題。所以交流電流反而很難引起電感的飽和,至少不會一直飽和。而直流電流反而會讓電感一直處於飽和狀態。

   磁飽和可以認為是電感響應磁場的極限,磁場繼續增大,電感不會對磁場的變化產生反應,磁通 = L * I / N , 因此往往電感越大,飽和電流越小。電感量與電感的物理特性有關L=μ×S*N^2/l ,L表示電感量、μ表示磁心的磁導率、S表示磁心的截面積、N表示線圈的匝數、l表示磁心的磁路長度,估計飽和磁通量的增加與L*I不成正比,於是導致了飽和電流與電感的反比例關系。由以上電感公式也可以看出為什麽空心電感很難飽和而鐵芯電感很容易飽和,空心電感μ很小,簡單來說就是電感量很小,可以承受很大的電流而不飽和。

  

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