电容电感特点
Buck电路电感电容参数选择
（注：以下公式仅针对CCM模式） 1.占空比 (Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L D=Vo/Vi D—占空比 2.电感 dIL= (Vi-Vo)*Ton/L dIL== L=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io) IL_avg = Io IL_peak= IL_rms=ILavg*(1+12) L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变）dIL—电感纹波电流峰峰值 IL_avg—电感电流平均值 IL_peak—电感峰值电流 IL_rms—电感电流有效值 3.xx二极管 Id_peak= Vrd=Vi Id_peak—续流二极管峰值电流
Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间） 4.开关管 Isw_peak= Vsw_peak =Vi Isw_peak—开关管峰值电流 Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间） 5.输出电容 Icin_rms = [(Io-Iin)D+Iin(1-D)] Ico_rms=dIL/ 电容选取：耐压、纹波电流、电容量 Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值 Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值 技术资料，仅供参考 这里具体采用上海芯龙半导体有限公司降压IC举例说明 电源管理IC降压型电路电感应用XL4003 ①(（Vi-Vo)/L)*D=（Vo/L）*(1-D)已知输入电压Vi，输出电压Vo,求出D;22 D=Vo/Vi ②Io 为设定值已知输出电流Io; ③Ton=T*D 求出Ton ④((Vi-Vo)/L)Ton=dI=*Io可求出L. L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io)
电容电感的频率特性
电感电容的频率特性 结论 电感：通直流阻交流，通低频阻高频，其感抗XL=wL； 电容：通交流阻直流，通高频阻低频，其容抗Xc=1/wC 。（匹配要点） 电感越大，阻抗越大，交流信号更不易通过；电容越大，阻抗越小，交流信号更易通过。 当工作频率达到电感（电容）的自谐振频率(w＝√LC)，对电流的阻抗Z最大（最小）。 磁珠 对低频基本没什么衰减（相当于电感），对高频有较强衰减。 解释 1、当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，频率越高，自感电动势越大，线圈阻抗越大。 采用容抗公式分析电容，当频率越高，容抗（阻抗）越小，高频更容易通过。 2、电容器有一个充放电的时间问题。当交流电的正半周，给电容器充电的瞬间，电路是有电流流过的，相当于通路，一旦电容器充电完毕，则电路就没有电流流过了，相当于断路。当交流电的负半周到来时，又将产生电流，先抵消掉原来充在电容上的那个相反的电荷，在继续充电至充满。 现在假设电容器需要的充电时间t一定，则 （1）当一个频率较高的交流电正半周结束时，假设电容器容量够大，还未充满电，负半周就到来了，则这电路会一直流着电流，相当于这电容器对这个高频的交流电来说，是通路的。 （2）如果这个交流电的频率较低，正半周将电容器充满电荷以后，负半周仍未到来，则电流会在中途断流，则电容器对于这个低频的交流电来说，就不是完全通路了，只是有一定的阻抗 （3）如果充电的时间相对于那个频率的交流电的半周期来讲，是极短的，那么电容器就可以认为完全断路，没有电流流过。 阻抗概念 1、在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实部为电阻，虚部为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗，电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电
PCB过孔的寄生电容和电感
PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用 一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算 PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB 过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB过孔的寄生电容数值近似于： C=1.41εTD1/(D2-D1) PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。举例，对于一块厚度为50Mil的PCB，如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF 这部分电容引起的上升时间变化量大致为： T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps 从这些数值可以看出，尽管单个PCB过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。 PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，PCB 过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感： L=5.08h[ln(4h/d)+1] 其中L指PCB过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出，PCB过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是PCB过孔的长度。仍然采用上面的例子，可以计算出PCB过孔的电感为： L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个PCB过孔，这样PCB过孔的寄生电感就会成倍增加。 二、如何使用PCB过孔--PCB过孔的寄生电容和电感的使用 通过上面对PCB过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的PCB过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小PCB过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：
开关电源电感的选取
为开关电源选择合适的电感 电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。 杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点： 1. 当电感L 中有电流I 流过时，电感储存的能量为： E＝0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为： V＝(L×di)/dt (2) 由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt 也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要 从图1 可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为10mV~500mV。 纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸，纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%，因此对降压型电源来说，流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。 降压型开关电源的电感选择 为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大
电感和电容对交流电的影响
电感与电容对交流电得影响 一、电感对交流电得影响 实验：电感线圈 通直流、阻交流 原因:直流电，线圈对直流阻碍为其线电阻 交流电，电流时刻发生变化，线圈中产生自感电动势 感抗：电感对交流电得阻碍作用Rg =2/, f为交流电频率,L为电感得自感系数，“通低频，阻高 频” 应用:①低频扼流圈丄很大，对低频交流电有很大得阻碍作用，对高频交流电阻碍作用更大 ②高频扼流圈,L小,对低频交流电阻碍很小,对高频交流电阻碍大 思考:交流电路中直导线绕成线圈，电流如何变？（I减少） 2 50IIZ 5001b 二、电容对交流电得阻碍作用 直流,灯不亮
R Q = ----- 容抗：电容器对交流电得阻碍作用2",这里f就是交流电频率,C为电容器电容。
同步测试 1、如图所示，输入端db既有直流成分，乂有交流成分，以下说法中正确得就是（L得直流电阻不为零）（） A.直流成分只能从L通过 B.交流成分只能从R通过 C.通过R得既有直流成分乂有交流成分 D.通过L得直流成分比通过R得直流成分必定要大 2、如图所示得电路中，正弦交流电源电压得有效值为220 V,则关于交流电压表得示数，以下说法中正确得就是（） -220V 厂 B.大于220 V 厂 D.等于零 A.等于220 V C.小于220 V
ITT — AAAA J- 一 *b T C R A. 图屮中R 得到得就是交流成分 B. 图乙中R 得到得就是高频成分 C. 图乙中R 得到得就是低频成分 D. 图丙中R 得到得就是直流成分 二、综合题 6、收音机得音量控制电路部分如图所示，调节滑动变阻器得滑片P 可控制扬声器得音量, 但收音机直接收到得信号有干扰,即有直流与高频信号，为此需要用电容器G 、G 应分别 用较大得还就是较小得电容器？ 上直流Ip L^R ;低频I 展开答案 6G 用电容较大得电容器,G 选用电容较小得电容器。 课外拓展 三相交流电发电机原理如图所示，其中AX 、BY 、CZ 三组完全相同得线圈，它们排列在圆周上位置彼 此差120°角度，当磁铁以角速度3匀速转动时，每个线圈中都会产生一个交变电动势,它们位相彼 此 竺 为3 ,因而有 1~H —O 扬 声 器
电容电感测试原理以及操作方法
精心整理 工作原理 图1工作原理图 在被测电容支路有对被测电容的电压、电流取样的取样电路，取样电路的输出端分别接放大电路，从电压放大电路输出的电压信号和从电流放大电路输出的电流信号通过鉴相器输出相位差信号，与电压信号和电流信号通过A/D转换器后，输入CPU计算而得到被测电容值。因为采用了移动的电流取样单元，而使得无需拆除连接线就可以直接测量电容值。 加之测量过程档位是自动进行选择，避免了手动操作引起的误差，因此具有稳定性好、重复性好，准确可靠的特点。 仪器面板 图2仪器面板图 1：液晶屏幕 2：打印机：打印测量数据和波形 3：电流测试钳插座 4:输出电压接线柱 5：接地端 6：电压输出开关 7：测量转换开关（电容测量/电感测量） 8：电源开关 9：电源（AC220V）插座 10：屏幕亮度 11：按键功能区 【→】和【←】键可用于平移光标,还可用于改变数值大小。 【↓】和【↑】键可用于改变光标的上下位置,有时可用于增减数字。 【退出】键表示否定光标的提示,【确认】键表示肯定光标的提示。 【打印】键按此键后可得屏幕所显示的测量数据打印出来。 【复位】键按此键后直接跳回主菜单。 接线方法
A、并联电容器测量 进行测试前，应按使用要求正确连接电源线及信号电缆。 图3接线方式示意图 图4仪器现场测量实例 1、将测试电压电缆一端接到仪器测试电压输出端子④、⑦上； 2、将测试电流信号电缆插在仪器测试信号输入插头③上； 3、接好测试仪器220V电源线； 4、将测试电压电缆分别夹在被试电容器组两极的连接母线上，钳形电流取样表卡在所需测量的单台电容器的套管处； 5、闭合仪器电源开关⑧； 6、将面班上的“功能开关”置于“电容测量”，最后将“电压输出开关”置于“通”的位置即进行电容测量，液晶屏幕上显示的数据即是测量结果 7、将钳形电流表取下，卡于另一台需测量的电容器上，直至该相测量完毕。 8、测试结束后，切断电源，并将面板上所有开关恢复到测试前的状态，拆除所有接线。 B、电抗器电感测量 1、接线方法同测量电容时一样，只是被测试品为电感； 2、开机按【确认】后屏幕显示主菜单画面，将光标移至【设置】处，进入第3屏设置参数，将【等效阻抗】设为【串联电感】模式。按【确认】键并存入设置值，回到主菜单。 3、将光标移至【测量】处，按确认进入测量状态。 4、将【电压输出开关】置于【通】的位置即进行电感测量。 C、电感测量注意事项 1、被测电感的Q值越高，测量准确度越高。 2、因仪器测试电压较高，测量小电感量电感时（10mH以下），测试时间不宜过长，在测试结果稳定后尽快关断电压输出开关，以免大电流损坏仪器电源和被测试品电感。 操作步骤 开机后屏幕显示主菜单画面（第1屏开机显示）。 第1屏主菜单 2）设置 如欲设置参数，将光标移至设置处，进入第2屏设置参数。 第2屏设置参数第3屏存入设置值 在第2屏画面中，有以下内容可以调整
电容和电感区别
电容 电容（或电容量, Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称。 电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的[1]情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。 电容的符号是C。 C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等， 换算关系是： 1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 电子电路中，只有在电容器充电过程中，才有电流流过，充电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着“隔直流”的作用。电路中，电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢？我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变，它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放电，电路中就会流过与交流电变化规律一致(相位不同)的充电电流和放电电流。 电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V，10V，16V，25V，50V等。 电感 电感是指线圈在磁场中活动时，所能感应到的电流的强度，单位是“亨利”（H）。也指利用此性质制成的元件。 电感器（电感线圈）和变压器均是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一，相关产品如共模滤波器等。 电感简介 diàn’gǎn [INDUCTOR] ，复数：INDUCTORS 电感器（电感线圈）和变压器均是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一，相关产品如共模滤波器等。 编辑本段自感与互感 自感
电容电感的选择及EMI 中的应用
电容电感的选择及EMI中的应用 电容电感的选择及EMI中的应用 云母电容: 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。 陶瓷电容: 用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。 铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。 薄膜电容: 结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。 聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。 金属化纸介电容 结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。 油浸纸介电容: 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。 铝电解电容: 它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。 钽、铌电解电容: 它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。 半可变电容: 也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。 可变电容: 它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。 NPO(COG):电气性能最稳定，基本上不随温度、电压与时间的改变面改变，适用于对稳定性要求高的高频电路；
电感和电容对交流的影响教案
年月日高中物理课堂教学教案
(一)引入新课 在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中，影响电流跟电压关系 的，除了电阻外，还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课 我们学习电感、电容对交变电流的影响。 (二)进行新课 1.电感对交变电流的阻碍作用 ［演示］电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示 演示甲图，电键分别接到交、直流电源上，引导学生观察两次灯的亮度 灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。 演示乙图，电键分别接到交、直流电源上，引导学生观察两次灯的亮度 电键接到直流上，亮度不变；接到交流上时，灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的 阻碍作用不同。 线圈对直流电的阻碍作用只是电阻；而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外，还 有电感.为什么会产生这种现象呢？ 由电磁感应的知识可知，当线圈中通过交变电流时，产生自感电动势，阻碍电流的变化。 电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来表示。感抗的大小与哪些因素有关？ 请同学们阅读教材后回答。 感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大，自感作用 就越大，感抗就越大；交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越大，感抗越大。 线圈在电子技术中有广泛应用，有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作 用制成的。出示扼流圈，并介绍其构造和作用。 (1)低频扼流圈 构造：线圈绕在闭合铁芯上，匝数多，自感系数很大。 作用：对低频交变电流有很大的阻碍作用。即“通直流、阻交流”。 (2)高频扼流圈 构造：线圈绕在铁氧体芯上，线圈匝数少，自感系数小。 作用：对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大。即“通低频、阻高频”。 2?交变电流能够通过电容器 ［演示］电容对交、直流的影响。实验电路如图所示： 教学活动学生活动
电容和电感
3.1 电容器和电容 教学目标 1.理解电容器的概念、了解常见电容器的种类、外形和参数。 2.了解电容器充、放电电路的工作过程及特点。 3.能够根据要求，正确选择利用串联、并联方式获得合适的电容。 教学重点、难点分析 重点： 电容器的并联和串联。 难点： 电容器充电和放电电路的工作过程。 教具 电容器充、放电电路，电化教学设备。 教学方法 讲授法，实物教学，多媒体课件。 教学过程 Ⅰ.导入 复习旧课：串联电路、并联电路的特点。 本次课的学习内容主要是电容器基本的连接方式——电容器的串联和并联，电容器的充电和放电过程。 II.新课 一、电容器和电容 1.电容器 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可以看作电容器。 2.电容 电容器表征电容器容纳电荷本领的物理量，用字母C表示 Q C U 式中：Q为电容器上所带电荷，单位库[仑](C)；U为电容器两端的电压，单位是伏[特](V)；C为电容，单位是法[拉](F)。
电容常用的单位有微法(μF )和皮法(pF)。 二、电容器的主要参数 1.标称容量 电容器上所标明的电容量的值。 2.误差 电容器实际电容值与标称电容量之间的误差。允许误差分为五级，00级允许误差1%±，0级允许误差2%±，Ⅰ级允许误差5%±，Ⅱ级允许误差10%±，Ⅲ级允许误差20%±。 3.额定工作电压 电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作所承受的最大直流电压，又称耐压。 4.温度系数 在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。该值越小越好。 5.绝缘电阻 用来表明电容漏电大小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。 6.损耗 在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量，主要来自介质损耗和金属损耗。 7.频率特性 电容器的电参数随电场频率变化而变化的性质。 三、电容器的种类 固定电容器 可变电容器 微调电容器。 四、电容器的连接 1.电容器的串联 电容器串联电路的特点： 总电压等于串联各电容器上的电压之和。 12U U U =+
电容和电感要点
电感 电感是闭合回路的一种属性，是一个物理量。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”，以美国科学家约瑟夫·亨利命名。它是描述由于线圈电流变化，在本线圈中或在另一线圈中引起感应电动势效应的电路参数。 电感是自感和互感的总称。提供电感的器件称为电感器。[1]中文名 电感 外文名 inductance 实质 闭合回路的一种属性，一种物理量 单位 亨利（H） 目录 1. 1定义 2. ?自感 3. ?互感 1. 2单位及换算 2. 3计算公式
3. ?自感 1. ?互感 2. ?三相制均衡输电线的电感 定义编辑 导体的一种性质，用导体中感生的电动势或电压与产生此电压的电流变化率之比来量度。稳恒电流产生稳定的磁场，不断变化的电流(交流)或涨落的直流产生变化的磁场，变化的磁场反过来使处于此磁场的导体感生电动势。感生电动势的大小与电流的变化率成正比。比例因数称为电感，以符号L表示，单位为亨利(H)。[2] 电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流改变时，会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感（self-inductance），是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变，由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路，这种电感称为互感（mutual inductance）。自感 当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（感生电动势）（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。
为DC-DC选择正确的电感和电容
为DC/DC转换器选择正确的电感器与电容器 随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化，其复杂性同时也在相应提高，这使设计工程师面临的问题越来越多，如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。 使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压，尽管采用线性稳压器即可实现这一转换，但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。 大信号与小信号响应 开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。例如，当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时，内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。 随着负载条件变化，环路会迅速响应新的要求，以便将电压控制在稳压限制范围之内。负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。我们可根据稳态工作点定义小信号参数。因此，我们一般将低于稳态工作点10％的变化称为小信号变化。 实际上，误差放大器处于压摆范围(slew limit)内，由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度，放大器并不控制环路，所以，在电感器电流达到要求之前，由输出电容器满足瞬态电流要求。 大信号响应会暂时使环路停止工作。不过，在进入和退出大信号响应之前，环路必须提供良好的响应。环路带宽越高，负载瞬态响应速度就越快。 从小信号角度来看，尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度，但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。在选择外部元件时，电源设计工程师应意识到这些局限性，否则其设计就有可能遇到麻烦。 电感器选型 以图1所示的基本降压稳压器为例，说明电感器的选型。 对大多数TPS6220x应用而言，电感器的电感值范围为4.7uH～10uH。电感值的选择取决于期望的纹波电流。一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20％。如等式1所示，较高的VIN或VOUT也会增加纹波电流。电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。 以增加输出电压纹波为代价，使用低值电感器便可提高输出电流变化速度，从而改善转换器的负载瞬态响应。高值电感器则可以降低纹波电流和磁芯磁滞损耗。 可将线圈总损耗结合到损耗电阻(Rs)中，该电阻与理想电感(Ls)串联，组成了一个如图1所示的简化等效电路。 尽管Rs损耗与频率有关，但在产品说明书中仍对直流电阻(RDC)进行了定义。该电阻取决于所采用的材料或贴片电感器的构造类型，在室温条件下通过简单的电阻测量即可获得。RDC的大小直接影响线圈的温度上升。因此，应当避免长时间超过电流额定值。
电容、电感以及复阻抗
电容、电感以及复阻抗 电容器的实质就是两个靠的很近但相互绝缘的导电面，其基本作用是存储电荷（电能）。如果电容器的电容量为C ，给它施加一个直流电压V ，则电容被充电，充入的电量为Q=CV ；当断开这个电压V 时，电容中的电荷Q 还将继续保存在电容中。 电感器实际上就是线圈，也具有储能作用。如果电感器的电感量为L ，使其间通以电流I ，则线圈中就会产生磁链Ψ（磁通Φ与匝数N 的乘积，即Ψ=ΦN ，参见有关教科书），且：Ψ=LI 。即电能转化成磁能的形式存储在电感中，当突然切断电流I 时，该能量将释放，产生很高的自感电动势ε，该自感电动势经常就是击穿电路中半导体元件的元凶。 但是，在电子电路中，电容和电感往往不是用作储存电能，而是作为交流电路中的“阻抗”元件，起到滤波、隔离直流（或交流）、调谐等作用。分析含有电容、电感的交流电路，需要涉及复数或向量的计算，请读者参阅有关的教科书。本书仅就与故障诊断直接相关的知识作必要的阐述。 (1) 电容的串联与并联 将几个电容器（C1、C2……、Ci ）串联连接时，其等效电容C 、电量Q 、电压V 与各个电容上的电量Qi 、电压Vi 有如下关系： Ci C C C 121111+??++= Vi V V V +??++=21 Qi Q Q Q =??===21 结论：电容串联后总容量减少；耐压提高。 将几个电容（C1、C2……、Ci ）并联连接时，其等效电容C 、电量Q 、电压V 与各个电容上的电量Qi 、电压Vi 有如下关系： Ci C C C +??++=21 Vi V V V =??===21 Qi Q Q Q +??++=21 结论：通过电容的并联可以增大电容量。 (2) 复阻抗、容抗、感抗 如果引入数学中复数的概念，就可以将电阻、电感、电容用相同的形式复阻抗来表示。既：电阻仍然是实数R （复阻抗的实部），电容、电感用虚数表示，分别为： c j jXc ω1=； L j jX L ω-=- 其中：ω=2πf 是交流信号的角频率，Xc 、X L 分别称为容抗和感抗，可见容抗和感抗
电感和电容的计算
当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。我们把这种电流与线圈的相互作用关系称其为电的感抗，也就是电感。电容(或电容量，Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量。 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用360ohm 阻抗，因此： 电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋) 圈数= [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 电容功率计算公式: P=1/2 * C * V2 * F 电感功率计算公式: P=1/2 * L * I2 * F 电容上携带的能量(焦耳)，是二分之一乘以电容量(法拉)再乘以电容电压(伏特)的平方。 硅芯片功率的计算存在一个公式：功率=C(寄生电容)*F(频率)*V2(工作电压的平方)。对于同一种核心而言，C(寄生电容)是一个常数，所以硅芯片功率跟频率成正比，跟工作电压的平方也成正比 1法拉5V的电容携带的能量为12.5焦耳。1焦耳=1瓦每秒 全新1.2伏1.8A时的镍氢充电电池充满后携带的能量为1.2*1.8*3600=7776焦耳。在现在的商业环境条件下，镍氢充电电池和法拉电容的体积能量比为250：1，价格比为1：2。另外电容放电需要特殊的恒压输出调整电路。
DCDC转换器如何选择电感与电容
随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化，其复杂性同时也在相应提高，这使设计工程师面临的问题越来越多，如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。 使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压，尽管采用线性稳压器即可实现这一转换，但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。 大信号与小信号响应 开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。例如，当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时，内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。 随着负载条件变化，环路会迅速响应新的要求，以便将电压控制在稳压限制范围之内。负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。我们可根据稳态工作点定义小信号参数。因此，我们一般将低于稳态工作点10％的变化称为小信号变化。 实际上，误差放大器处于压摆范围(slew limit)内，由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度，放大器并不控制环路，所以，在电感器电流达到要求之前，由输出电容器满足瞬态电流要求。
大信号响应会暂时使环路停止工作。不过，在进入和退出大信号响应之前，环路必须提供良好的响应。环路带宽越高，负载瞬态响应速度就越快。 从小信号角度来看，尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度，但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和 振铃现象。在选择外部元件时，电源设计工程师应意识到这些局限性，否则其设计就有可能遇到麻烦。 电感器选型 以图1所示的基本降压稳压器为例，说明电感器的选型。 对大多数TPS6220x应用而言，电感器的电感值范围为4.7uH～10uH。电感值的选择取决于期望的纹波电流。一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20％。如等式1所示，较高的V IN或V OUT也会增加纹波电流。电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。 以增加输出电压纹波为代价，使用低值电感器便可提高输出电流变化速度，从而改善转换器的负载瞬态响应。高值电感器则可以降低纹波电流和磁芯磁滞损耗。
电感和电容对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响 教学目标 知识目标 1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用． 2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关． 3、知道交变电流能通过电容器．知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用． 4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关． 能力目标 使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力． 情感目标 1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性． 2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性． 3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度． 教学建议 教材分析 本节着重说明交流与直流的区别，有利于加深学生对交变电流特点的认识．教学重点突出交流与直流的区别，不要求深人讨论感抗和容抗的问题．可结合学校的实际情况，尽可能多用实验说明问题，不必在理论上进行讨论． 教法建议 1、根据电磁感应的知识，学生不难理解感抗的概念和影响感抗大小的因素．教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识，让学生自然地得出结论．这样既有利于理解新知识，又可以培养学生的能力，使学生学会如何把知识联系起来，形成知识结构，进而独立地获取新知识． 2、对交变电流可以"通过"电容器的道理，课本用了一个形象的模拟图，结合电容器充、放电的过程加以说明，使学生有所了解即可．对于容抗的概念和影响容抗大小的因素，课本是直接给出的，让学生知道就可以了，不要作更深的讨论． 3、本节最后，结合实际说明了电容的广泛存在，可以适当加以扩展和引伸，以开阔学生思路和引导学生在学习中注意联系实际问题．
教学设计方案 电感和电容对交变电流作用 教学目的： 1、了解电感对电流的作用特点． 2、了解电容对电流的作用特点． 教学重点：电感和电容对交变电流的作用特点． 教学难点：电感和电容对交变电流的作用特点． 教学方法：启发式综合教学法 教学用具：小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、交流电源、直流电源． 教学过程： 一、引入： 在直流电流电路中，电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用．但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了． 二、讲授新课： 1、电感对交变电流的作用： 实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象： 现象：接直流的亮些，接交流的暗些． 引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用． 为什么电感对交流有阻碍作用？ 引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变．由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用． 实验和理论分析都表明：线圈的自感系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大．
电阻电容电感特性
再谈电阻、电容、三极管等电子元件基础 第一章：基本元件 第一节电阻器 电阻，英文名resistance，通常缩写为R，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说，I=U/R，那么R=U/I，电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母"Ω"表示，有这样的定义：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上，"电阻"说的是一种性质，而通常在电子产品中所指的电阻，是指电阻器这样一种元件。师傅对徒弟说："找一个100欧的电阻来！"，指的就是一个"电阻值"为100欧姆的电阻器，欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧（kΩ），兆欧（MΩ）。 一、电阻器的种类 电阻器的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类，但常用、常见的有ＲＴ型碳膜电阻、ＲＪ型金属膜电阻、ＲＸ型线绕电阻，还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律，Ｒ代表电阻，Ｔ－碳膜，Ｊ－金属，Ｘ－线绕，是拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中，常可以看到外表涂覆绿漆的电阻，那就是ＲＴ型的。而红颜色的电阻，是ＲＪ型的。一般老式电子产品中，以绿色的电阻居多。为什么呢？这涉及到产品成本的问题，因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好，但制造成本也高，而碳膜电阻特别价廉，而且能满足民用产品要求。 电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的"色环碳膜电阻"，它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中，会用到1/16瓦的电阻，它的个头小多了。再者就是微型片状电阻，它是贴片元件家族的一员，以前多见于进口微型产品中，现在电子爱好者也可以买到了 二、电阻器的标识 这些直接标注的电阻，在新买来的时候，很容易识别规格。可是在装配电子产品的时候，必须考虑到为以后检修的方便，把标注面朝向易于看到的地方。所以在弯脚的时候，要特别注意。在手工装配时，多这一道工序，不是什么大问题，但是自动生产线上的机器没有那么聪明。而且，电阻器元件越做越小，直接标注的标记难以看清。因此，国际上惯用"色环标注法"。事实上，"色环电阻"占据着电阻器元件的主流地位。"色环电阻"顾名思义，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用４个色环表示，有的用５个。有区别么？是的。４环电阻，一般是碳膜电阻，用３个色环来表示阻值，用１个色环表示误差。５环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环也是表示误差。下表是色环电阻的颜色-数码对照表：
电容和电感对交流电路的影响
引入新课： 我们学习了电路的知识和常见的三种电子元件──电阻、电容和电感。电阻对电流有阻碍作用，电感和电容对电流有什么影响？引出课题。 展示电路板：请同学们观察电路、元件连接情况，并画出电路图。哪位同学上台前将电路图画在黑板上。 教师板书：板书课题。 新课教学： ●探究一：对直流电的影响 教师设疑：请同学们猜想：接通直流电源，3个小 灯泡亮暗情况？ 学生假设：留1分钟时间让学生思考讨论作出猜想 假设。 实验论证：学生上前台操作实验，演示给全体同学。 实验现象：由学生回答观察到的实验现象。 实验现象分析：学生分析，教师引导。 得出结论：学生总结；教师点化，精练语言。 教师板书：影响：直流 C 隔直流 L 通直流 ●探究二：对交流电的影响 教师设疑：请同学们猜想：接通交流电源，3个小灯泡亮暗情况？ 学生假设：留1分钟时间让学生思考讨论作出猜想假设。 实验论证：学生上前台操作实验，演示给全体同学。提醒学生观察。 实验现象：由学生回答观察到的实验现象。 实验现象分析：学生分析，教师引导。 得出结论：学生总结；教师点评分析，精练语言。 教师板书：影响：交流 C 通交流 L 阻交流 ●教师设疑：L 2、L 3 的亮度为何小于L 1 的亮度？ 师生合作交流：学生分析，教师进行正确引导，引出容抗和感抗两个概念。 教师板书：容抗和感抗 ●教师设疑：请同学们猜想：感抗和容抗与哪些因素有关？ 学生假设：留1分钟时间让学生思考讨论作出猜想假设。 教师提问：教师鼓励学生主动起立回答问题；学生回答自己的猜想假设；教师表扬学生。 教师板书：容抗：C f 感抗：L f 实验论证1──容抗与电容有关：学生上前台操作实验，演示给全体同学；教师指导学生实验操作。 实验现象分析：根据观察分析讨论并得出结论。 教师板书：C越大容抗越小 实验论证2──感抗与自感系数有关：学生上前台操作实验，演示给全体同学；教师指导学生实验操作。 实验现象分析：根据观察分析讨论并得出结论。
电感的特性
什么是电感?及电感的特性 电感是开关电源中常用的，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集中”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点：
1. 当电感L中有电流I流过时，电感储存的能量为： E=0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为： V=(L×di)/dt (2) 由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt也将变化;正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。 从图1可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽
电容与电感习题
第二章电容与电感 一、选择题 1．某电容器的电容为c，如不带电时它的电容是( ) A．0 B．C C．小于C D．大于C 2．有一电容为30μF的电容器，接到直流电源上对它充电，这时它的电容为30μF， 当它不带电时，它的电容是（） A．0 B．15μF C．30μF D．10μF 3．下面对电容器的说法正确是（） A．电容器的电容量C的大小与外加电压U成反比，与电荷量成反比 B．电容器的电容量C的大小与外加电压U的变化率成正比 C．电容器的电容量C与电容器本身的几何尺寸及介质有关 D．电容器的电容量C与所储存的电荷量成正比 4．某电容器两端电压为40V,它所带的电量为0.4C，若把它两端电压将为20V，( ) A．电容器的电容降低一半 B. 电容器的电容保持不变 C.电容器的电荷量保持不变 D .电容器的电荷量保持不变 5．有两只电容器C1＞C2，如果它们两端电压相等，则（） Ａ．C1所带的电量较多Ｂ．C2所带的电量较多 Ｃ．它们所带的电量一样多Ｄ．无法确定带电量多少 6．如果有两个电容，所带电荷量为q1