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高中物理 第3章 交變電流 第3節(jié) 交流電路中的電容和電感 高頻扼流圈素材 魯科版選修3-2(通用)

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高中物理 第3章 交變電流 第3節(jié) 交流電路中的電容和電感 高頻扼流圈素材 魯科版選修3-2(通用)

高頻扼流圈 高頻扼流圈和低頻扼流圈都是電感線圈。電感線圈有抑制電流變化的特性,電感越大這個(gè)效應(yīng)越明顯。這個(gè)效應(yīng)對電流的阻礙作用感抗,感抗的大小和電感的工作頻率和它本身電感的大小有關(guān)。 一.共模扼流圈 1.概述 共模扼流圈,也叫共模電感(Common mode Choke),是在一個(gè)閉合磁環(huán)上對稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。共模電感是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個(gè)尺寸相同,匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上,形成一個(gè)四端器件,要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用,而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。原理是流過共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加,從而具有相當(dāng)大的電感量,對共模電流起到抑制作用,而當(dāng)兩線圈流過差模電流時(shí),磁環(huán)中的磁通相互抵消,幾乎沒有電感量,所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號,而對線路正常傳輸?shù)牟钅P盘枱o影響。 2.工作原理 理想的共模扼流圈對L(或N)與E 之間的共模干擾具有抑制作用,而對L 與N 之間存在的差模干擾無電感抑制作用。但實(shí)際線圈繞制的不完全對稱會導(dǎo)致差模漏電感的產(chǎn)生。信號電流或電源電流在兩個(gè)繞組中流過時(shí)方向相反,產(chǎn)生的磁通量相互抵消,扼流圈呈現(xiàn)低阻抗。共模噪聲電流(包括地環(huán)路引起的騷擾電流,也處稱作縱向電流)流經(jīng)兩個(gè)繞組時(shí)方向相同,產(chǎn)生的磁通量同向相加,扼流圈呈現(xiàn)高阻抗,從而起到抑制共模噪聲的作用。 3.作用 共模電感實(shí)質(zhì)上是一個(gè)雙向?yàn)V波器:一方面要濾除信號線上共模電磁干擾,另一方面又要抑制本身不向外發(fā)出電磁干擾,避免影響同一電磁環(huán)境下其他電子設(shè)備的正常工作。 共模扼流圈可以傳輸差模信號,直流和頻率很低的共模信號都可以通過,而對于高頻共模噪聲則呈現(xiàn)很大的阻抗,所以它可以用來抑制共模電流騷擾。 使用鐵氧體材料制成的磁環(huán)也可以達(dá)到共模抑制的效果。 二.差模扼流圈 高頻扼流圈,線圈有的繞在鐵氧體芯上,有的是空心的,匝數(shù)為幾百或幾十,自感系數(shù)為幾毫亨。這種扼流圈只對高頻交變電流有較大的阻礙作用,對低頻交變電流的阻礙作用很小,対直流的阻礙作用更小,因此可以用來“通直流,阻交流,通低頻,阻高頻”。 高頻扼流圈和低頻扼流圈都是電感線圈。電感線圈有抑制電流變化的特性,電感越大這個(gè)效應(yīng)越明顯。這個(gè)效應(yīng)對電流的阻礙作用感抗,感抗的大小和電感的工作頻率和它本身電感的大小有關(guān)。在老式甲類音頻功率放大器中的低頻扼流圈,其作用就是“通直流,隔交流”。但是這個(gè)理想情況是無法滿足的,只能近似于“通直流,阻交流”。只要滿足放大器的需要,稍微損耗一小部分交流成分也是允許的。在這里扼流圈的感抗要大些。頻率一定(音頻范圍是20kHz——20Hz)的時(shí)候就要求電感比較大。一般是毫亨數(shù)量級。而高頻扼流圈一般工作在高頻電流中,其作用大多也是選頻,這是就要求其電感不是很大,一般是微亨數(shù)量級。其實(shí)“通直流,阻交流”和“通低頻阻高頻”的說法是針對應(yīng)用場合來說的。但宗旨都是調(diào)整電感的電感量,來滿足我們的需要。 扼流圈對于交流電的阻抗X=2πfL,可見,當(dāng)電感一定時(shí),交流電頻率(f)越高,阻抗越大.所以會通直流,阻交流和通低頻阻高頻.

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