電路互感器

『壹』 電流互感器的作用是什麼它在一次電路中如何連接

電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便於二次儀表測量需要轉換為比較統一的電流內，避免直接測容量線路的危險。電流互感器是升壓(降流)變壓器，它是電力系統中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次迴路電流信息的感測器，電流互感器將高電流按比例轉換成低電流，電流互感器一次側接在一次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等。1、二次繞組必須可靠接地，以防止由於絕緣損壞後，一次側高電壓傳入危及人身安全。
2、二次測絕對不容許開路。開路時互感器成了空載狀態，磁通高出額定時許多(1.4-1.8T)，除了產生大量鐵耗損壞互感器外，還在副邊繞組感應出危險的高壓，危及人身安全。

『貳』 互感器在電路中可起什麼作用

作用：在電力系統中起到變流和電氣隔離作用，為電力系統中測量儀表、繼電保護等專二次設備獲取電屬氣一次迴路電流信息，為了保證電力系統安全經濟運行。

『叄』 鐢墊祦浜掓劅鍣ㄥ湪鐢佃礬涓婃湁浠涔堜綔鐢ㄥ晩錛

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『肆』 求助電感、互感器的作用及工作原理。通俗易懂的解釋最好！謝謝

電感
電感是指線圈在磁場中活動時，所能感應到的電流的強度，單位是「亨利」（H）。也指利用此性質製成的元件。
電感器（電感線圈）和變壓器均是用絕緣導線（例如漆包線、紗包線等）繞制而成的電磁感應元件，也是電子電路中常用的元器件之一，相關產品如共模濾波器等。
電感簡介
diàn』gǎn [INDUCTOR] ，復數：INDUCTORS 電感器（電感線圈）和變壓器均是用絕緣導線（例如漆包線、紗包線等）繞制而成的電磁感應元件，也是電子電路中常用的元器件之一，相關產品如共模濾波器等。
編輯本段自感與互感
自感
當線圈中有電流通過時，線圈的周圍就會產生磁場。當線圈中電流發生變化時，其周圍的磁場也產生相應的變化，此變化的磁場可使線圈自身產生感應電動勢（電動勢用以表示有源元件理想電源的端電壓），這就是自感。
互感
兩個電感線圈相互靠近時，一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈，這種影響就是互感。互感的大小取決於電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度，利用此原理製成的元件叫做互感器。
編輯本段電感器的作用與電路圖形符號
（一）電感器的電路圖形符號 電感器是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞製成的一組串聯的同軸線匝，它在電路中用字母"L"表示，左圖是其電路圖形符號，右圖是實物圖。
（二）電感器的作用 電感器的主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧 電感器的圖形符號
振電路。
電感器的種類
按結構分類
電感器按其結構的不同可分為線繞式電感器和非線繞式電感器（多層片狀、印刷電感等），還可分為固定式電感器和可調式電感器。 按貼裝方式分：有貼片式電感器，插件式電感器。同時對電感器有外部屏蔽的成為屏蔽電感器，線圈裸 立式、卧式電感
露的一般稱為非屏蔽電感器。 固定式電感器又分為空心電子表感器、磁 貼片電感
心電感器、鐵心電感器等，根據其結構外形和引腳方式還可分為立式同向引腳電感器、卧式軸向引腳電感器、大中型電感器、小巧玲瓏型電感器和片狀電感器等。 可調式電感器又分為磁心可調電感器、銅心可調電感器、滑動接點可調電感器、串聯互感可調電感器和多抽頭可調電感器。
按工作頻率分類
電感按工作頻率可分為高頻電感器、中頻電感器和低頻電感器。 空心電感器、磁心電感器和銅心電感器一般為中頻或高頻電感器，而鐵心電感器多數為低頻電感器。
按用途分類
電感器按用途可分為振盪電感器、校正電感器、顯像管偏轉電感器、阻流電感器、濾波電感器、隔離 電感
電感器、被償電感器等。 振盪電感器又分為電視機行振盪線圈、東西枕形校正線圈等。 顯像管偏轉電感器分為行偏轉線圈和場偏轉線圈。 阻流電感器（也稱阻流圈）分為高頻阻流圈、低頻阻流圈、電子鎮流器用阻流圈、電視機行頻阻流圈和電視機場頻阻流圈等。 濾波電感器分為電源（工頻）濾波電感器和高頻濾波電感器等。
編輯本段電感器的主要參數
電感器的主要參數有電感量、允許偏差、品質因數、分布電容及額定電流等。
電感量
電感量也稱自感系數，是表示電感器產生自感應能力的一個物理量。 環形電感
電感器電感量的大小，主要取決於線圈的圈數（匝數）、繞制方式、有無磁心及磁心的材料等等。通常，線圈圈數越多、繞制的線圈越密集，電感量就越大。有磁心的線圈比無磁心的線圈電感量大；磁心導磁率越大的線圈，電感量也越大。 電感量的基本單位是亨利（簡稱亨），用字母"H"表示。常用的單位還有毫亨（mH）和微亨（μH），它們之間的關系是： 1H=1000mH 1mH=1000μH
允許偏差
允許偏差是指電感器上標稱的電感量與實際電感的允許誤差值。 一般用於振盪或濾波等電路中的電感器要求精度較高，允許偏差為±0.2%~±0.5%；而用於耦合、高頻阻流等線圈的精度要求不高；允許偏差為±10%~15%。
品質因數
品質因數也稱Q值或優值，是衡量電感器質量的主要參數。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高，其損耗越小，效率越高。 電感器品質因數的高低與線圈導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關。
分布電容
分布電容是指線圈的匝與匝之間、線圈與磁心之間存在的電容。電感器的分布電容越小，其穩定性越好。
額定電流
額定電流是指電感器有正常工作時反允許通過的最大電流值。若工作電流超過額定電流，則電感器就會因發熱而使性能參數發生改變，甚至還會因過流而燒毀。
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共模電感與鐵基納米晶合金 1、 引言 隨著開關型電源在工業和家用電器中越來越多的應用，電器之間的相互干擾成為日益嚴重的問題，電磁環境越來越為人們所關心。電磁干擾有很多種類，其中在30MHz以下的共模干擾是非常重要的一類，它們主要以傳導方式傳播，對儀器的安全正常運行造成很大危害，必須加以控制。通常在輸入端附加共模濾波器，以減輕外界共模干擾通過電源線進入儀器，同時防止儀器產生的共模干擾進入電網。共模濾波器的核心是帶有軟磁鐵芯的共模電感，其性能的高低決定了濾波器的水平。 2、 共模雜訊和共模電感 共模雜訊主要是各種開關器件在導通和關斷時產生的，可分解為不同的諧波形式，具有比較寬的頻譜范圍。對於30MHz以下的干擾信號，一般通過傳導方式傳播。 共模電感由軟磁鐵芯和兩組同向繞制的線圈組成，如圖1所示。對差模信號，由於兩組線圈產生的磁場方向相反，故相互抵消，鐵芯不被磁化，對信號沒有抑製作用。對於共模信號，由於兩組線圈產生的磁場不是抵消，而是相互疊加，因此鐵芯被磁化。由於鐵芯材料的高導磁率，鐵芯將產生一個大的電感，線圈的阻抗使共模信號的通過受到抑制。 3、共模電感器件性能與材料性能的關系 為了使共模干擾更有效地濾除，共模電感首先應具有足夠大的電感量，因而鐵芯材料具有高導磁率是對共模電感的最基本要求。另一方面，鐵芯材料的頻率特性也是決定器件性能的一個關鍵因素。由於共模干擾具有較寬的頻譜，而鐵芯對共模干擾的阻抗只在某一特定頻段具有最大值。所以，為了濾除某個波段的共模干擾，鐵芯頻率特性應使器件的阻抗在該波段與後面的電路具有最大的不匹配，以對共模干擾產生足夠大的損耗（稱為插入損耗）。對於共模信號而言，共模電感可以等效為電阻和電感的串聯，此時器件的總阻抗為： 其中：為鐵芯導磁率實部引起的與純電感有關的感抗。 為鐵芯導磁率虛部引起的與損耗有關的阻抗。L0為空心電感的電感量。 在實際的共模電感中，XL形成對共模干擾的反射，而XR是由於鐵芯損耗等被吸收消耗的部分。這兩部分都形成了對共模干擾的抑制。因此，共模電感鐵芯的總阻抗代表了器件抑制共模干擾的能力。共模電感鐵芯供應商大多使用阻抗（或者做成器件後的插入損耗）與頻率的關系表示產品的頻率特性。 材料的導磁率與頻率的關系比較復雜。一般地，導磁率實部隨頻率的升高而降低；導磁率虛部開始較低，在某個頻率（稱為截止頻率）有峰值，如何又隨頻率而下降。應當注意，器件阻抗隨頻率的變化規律和導磁率的規律不同，因為阻抗除了決定於導磁率以外，還與頻率有關。一般地，共模電感的阻抗及其頻率特性決定於鐵芯尺寸、材料特性、線圈匝數等因素。 4、 納米晶合金的優勢 為了得到對共模干擾最佳的抑制效果，共模電感鐵芯必須具有高導磁率、優良的頻率特性等。從前絕大多數採用鐵氧體作為共模電感的鐵芯材料，它具有極佳的頻率特性和低成本的優勢。但是，鐵氧體也具有一些無法克服的弱點，例如溫度特性差、飽和磁感低等，在應用時受到了一定限制。 近年來，鐵基納米晶合金的出現為共模電感增加了一種優良的鐵芯材料。鐵基納米晶合金的製造工藝是：首先用快速凝固技術製成厚度大約20－30微米的非晶合金薄帶，卷繞成鐵芯後經過進一步加工形成納米晶。與鐵氧體相比，納米晶合金具有一些獨特的優勢： ? 高飽和磁感應強度：鐵基納米晶合金的Bs達1.2T，是鐵氧體的兩倍以上。作為共模電感鐵芯，一個重要的原則是鐵芯不能磁化到飽和，否則電感量急劇降低。而在實際應用中，有不少場合的干擾強度較大（例如大功率變頻電機），如果用普通的鐵氧體作為共模電感，鐵芯存在飽和的可能性，不能保證大強度干擾下的雜訊抑制效果。由於納米晶合金的高飽和磁感應強度，其抗飽和特性無疑明顯優於鐵氧體，使得納米晶合金非常適用於抗大電流強干擾的場合。 ? 高初始導磁率：納米晶合金的初始導磁率可達10萬，遠遠高於鐵氧體，因此用納米晶合金製造的共模電感在低磁場下具有大的阻抗和插入損耗，對弱干擾具有極好的抑製作用。這對於要求極小泄漏電流的抗弱干擾共模濾波器尤其適用。在某些特定場合（如醫療設備），設備通過對地電容（如人體）造成泄漏電流，容易形成共模干擾，而設備本身又對此要求極嚴。此時使用高導磁率的納米晶合金製造共模電感可能是最佳選擇。此外，納米晶合金的高導磁率可以減少線圈匝數，降低寄生電容等分布參數，因而將由於分布參數引起的在插入損耗譜上的共振峰頻率提高。同時，納米晶鐵芯的高導磁率使得共模電感具有更高的電感量和阻抗值，或者在同等電感量的前提下縮小鐵芯的體積。 ? 卓越的溫度穩定性：鐵基納米晶合金的居里溫度高達570oC以上。在有較大溫度波動的情況下，納米晶合金的性能變化率明顯低於鐵氧體，具有優良的穩定性，而且性能的變化接近於線性。一般地，納米晶合金在－50oC----130oC的溫度區間內，主要磁性能的變化率在10%以內。相比之下，鐵氧體的居里溫度一般在250oC以下，磁性能變化率有時達到100%以上，而且呈非線性，不易補償。納米晶合金的這種溫度穩定性結合其特有的低損耗特性，為器件設計者提供了寬松的溫度條件。 ? 靈活的頻率特性：通過不同的製造工藝，納米晶鐵芯可以獲得不同的頻率特性，配合適當的線圈匝數可以得到不同的阻抗特性，滿足不同波段的濾波要求，而其阻抗值大大高於鐵氧體。應該指出，任何濾波器都不能指望用一種鐵芯材料就可以實現整個頻率范圍的雜訊抑制，而是應根據濾波器要求的濾波頻段來選擇不同的鐵芯材料、尺寸和匝數等。與鐵氧體相比，納米晶合金可以更加靈活地通過調整工藝來得到所需要的頻率特性。 鐵基納米晶合金自二十世紀八十年代末開發以來，已經在開關電源變壓器、互感器等領域得到了廣泛應用。由於納米晶合金的高導磁率、高飽和磁感、靈活可調的頻率特性等優勢，在抗共模干擾濾波器等領域也越來越受到重視。國外已經存在可以大批量供應的鐵基納米晶合金共模電感鐵芯。隨著人們對納米晶合金認識的逐漸加深，可以預計它們製造的共模電感在國內的應用前景將越來越廣闊。 一、初識共模電感 共模電感（Common mode Choke），也叫共模扼流圈，常用於電腦的開關電源中過濾共模的電磁干擾信號。在板卡設計中，共模電感也是起EMI濾波的作用，用於抑制高速信號線產生的電磁波向外輻射發射。 各種CMC 小知識：EMI（Electro Magnetic Interference，電磁干擾） 計算機內部的主板上混合了各種高頻電路、數字電路和模擬電路，它們工作時會產生大量高頻電磁波互相干擾，這就是EMI。EMI還會通過主板布線或外接線纜向外發射，造成電磁輻射污染，不但影響其他的電子設備正常工作，還對人體有害。 PC板卡上的晶元在工作過程中既是一個電磁干擾對象，也是一個電磁干擾源。總的來說，我們可以把這些電磁干擾分成兩類：串模干擾（差模干擾）與共模干擾（接地干擾）。以主板上的兩條PCB走線（連接主板各元件的導線）為例，所謂串模干擾，指的是兩條走線之間的干擾；而共模干擾則是兩條走線和PCB地線之間的電位差引起的干擾。 串模干擾電流作用於兩條信號線間，其傳導方向與波形和信號電流一致；共模干擾電流作用在信號線路和地線之間，干擾電流在兩條信號線上各流過二分之一且同向，並以地線為公共迴路。 串模干擾和共模干擾 如果板卡產生的共模電流不經過衰減過濾（尤其是像USB和IEEE 1394介面這種高速介面走線上的共模電流），那麼共模干擾電流就很容易通過介面數據線產生電磁輻射-在線纜中因共模電流而產生的共模輻射。美國FCC、國際無線電干擾特別委員會的CISPR22以及我國的GB9254等標准規范等都對信息技術設備通信埠的共模傳導干擾和輻射發射有相關的限制要求。 為了消除信號線上輸入的干擾信號及感應的各種干擾，我們必須合理安排濾波電路來過濾共模和串模的干擾，共模電感就是濾波電路中的一個組成部分。 共模電感實質上是一個雙向濾波器：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出電磁干擾，避免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。 共模電感內部電路示意圖 上圖是我們常見的共模電感的內部電路示意圖，在實際電路設計中，還可以採用多級共模電路來更好地濾除電磁干擾。此外，在主板上我們也能看到一種貼片式的共模電感，其結構和功能與直立式共模電感幾乎是一樣的。
貼片CMC
二、從工作原理看共模電感 為什麼共模電感能防EMI？要弄清楚這點，我們需要從共模電感的結構開始分析。 共模電感濾波電路 上圖是包含共模電感的濾波電路，La和Lb就是共模電感線圈。這兩個線圈繞在同一鐵芯上，匝數和相位都相同（繞制反向）。這樣，當電路中的正常電流流經共模電感時，電流在同相位繞制的電感線圈中產生反向的磁場而相互抵消，此時正常信號電流主要受線圈電阻的影響（和少量因漏感造成的阻尼）；當有共模電流流經線圈時，由於共模電流的同向性，會在線圈內產生同向的磁場而增大線圈的感抗，使線圈表現為高阻抗，產生較強的阻尼效果，以此衰減共模電流，達到濾波的目的。
事實上，將這個濾波電路一端接干擾源，另一端接被干擾設備，則La和C1，Lb和C2就構成兩組低通濾波器，可以使線路上的共模EMI信號被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的EMI信號傳入，又可以衰減線路自身工作時產生的EMI信號，能有效地降低EMI干擾強度。
小知識：漏感和差模電感 對理想的電感模型而言，當線圈繞完後，所有磁通都集中在線圈的中心內。但通常情況下環形線圈不會繞滿一周，或繞制不緊密，這樣會引起磁通的泄漏。共模電感有兩個繞組，其間有相當大的間隙，這樣就會產生磁通泄漏，並形成差模電感。因此，共模電感一般也具有一定的差模干擾衰減能力。
在濾波器的設計中，我們也可以利用漏感。如在普通的濾波器中，僅安裝一個共模電感，利用共模電感的漏感產生適量的差模電感，起到對差模電流的抑製作用。有時，還要人為增加共模扼流圈的漏電感，提高差模電感量，以達到更好的濾波效果。
從看板卡整體設計看共模電感在一些主板上，我們能看到共模電感，但是在大多數主板上，我們都會發現省略了該元件，甚至有的連位置也沒有預留。這樣的主板，合格嗎？
不可否認，共模電感對主板高速介面的共模干擾有很好的抑製作用，能有效避免EMI通過線纜形成電磁輻射影響其餘外設的正常工作和我們的身體健康。但同時也需要指出，板卡的防EMI設計是一個相當龐大和系統化的工程，採用共模電感的設計只是其中的一個小部分。高速介面處有共模電感設計的板卡，不見得整體防EMI設計就優秀。所以，從共模濾波電路我們只能看到板卡設計的一個方面，這一點容易被大家忽略，犯下見木不見林的錯誤。 只有了解了板卡整體的防EMI設計，我們才可以評價板卡的優劣。那麼，優秀的板卡設計在防EMI性能上一般都會做哪些工作呢？
●主板Layout（布線）設計 對優秀的主板布線設計而言，時鍾走線大多會採用屏蔽措施或者靠近地線以降低EMI。對多層PCB設計，在相鄰的PCB走線層會採用開環原則，導線從一層到另一層，在設計上就會避免導線形成環狀。如果走線構成閉環，就起到了天線的作用，會增強EMI輻射強度。
信號線的不等長同樣會造成兩條線路阻抗不平衡而形成共模干擾，因此，在板卡設計中都會將信號線以蛇形線方式處理使其阻抗盡可能的一致，減弱共模干擾。同時，蛇形線在布線時也會最大限度地減小彎曲的擺幅，以減小環形區域的面積，從而降低輻射強度。
主板的蛇形布線
在高速PCB設計中，走線的長度一般都不會是時鍾信號波長1/4的整數倍，否則會產生諧振，產生嚴重的EMI輻射。同時走線要保證迴流路徑最小而且通暢。對去耦電容的設計來說，其設置要靠近電源管腳，並且電容的電源走線和地線所包圍的面積要盡可能地小，這樣才能減小電源的波紋和雜訊，降低EMI輻射。 當然，上述只是PCB防EMI設計中的一小部分原則。主板的Layout設計是一門非常復雜而精深的學問，甚至很多DIYer都有這樣的共識：Layout設計得優秀與否，對主板的整體性能有著極為重大的影響。
●主板布線的劃斷 如果想將主板電路間的電磁干擾完全隔離，這是絕對不可能的，因為我們沒有辦法將電磁干擾一個個地"包"起來，因此要採用其他辦法來降低干擾的程度。主板PCB中的金屬導線是傳遞干擾電流的罪魁禍首，它像天線一樣傳遞和發射著電磁干擾信號，因此在合適的地方"截斷"這些"天線"是有用的防EMI的方法。 "天線"斷了，再以一圈絕緣體將其包圍，它對外界的干擾自然就會大大減小。如果在斷開處使用濾波電容還可以更進一步降低電磁輻射泄露。這種設計能明顯地增加高頻工作時的穩定性和防止EMI輻射的產生，許多大的主板廠商在設計上都使用了該方法。 電感的計算公式: 載入其電感量按下式計算:線圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作頻率) * 電感量(mH)，設定需用 360ohm 阻抗，因此： 電感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作頻率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 據此可以算出繞線圈數： 圈數 = [電感量* { ( 18*圈直徑(吋)) + ( 40 * 圈長(吋))}] ÷ 圈直徑 (吋) 圈數 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心電感計算公式 空心電感計算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------線圈直徑 N------線圈匝數 d-----線徑 H----線圈高度 W----線圈寬度 單位分別為毫米和mH。。 空心線圈電感量計算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 線圈電感量 l單位: 微亨 線圈直徑 D單位: cm 線圈匝數 N單位: 匝 線圈長度 L單位: cm 頻率電感電容計算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作頻率: f0 單位:MHZ 本題f0=125KHZ=0.125 諧振電容: c 單位:PF 本題建義c=500...1000pf 可自行先決定,或由Q 值決定 諧振電感: l 單位: 微亨 線圈電感的計算公式 1。針對環行CORE，有以下公式可利用: (IRON) L=N2．AL L= 電感值（H) H-DC=0.4πNI / l N= 線圈匝數(圈) AL= 感應系數 H-DC=直流磁化力 I= 通過電流(A) l= 磁路長度（cm) l及AL值大小，可參照Micrometal對照表。例如: 以T50-52材，線圈5圈半，其L值為T50-52(表示OD為0.5英吋)，經查表其AL值約為33nH L=33．(5.5)2=998.25nH≈1μH 當流過10A電流時，其L值變化可由l=3.74(查表) H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表後） 即可了解L值下降程度(μi%) 2。介紹一個經驗公式 L=(k*μ0*μs*N2*S)/l 其中 μ0 為真空磁導率=4π*10(-7)。（10的負七次方） μs 為線圈內部磁芯的相對磁導率，空心線圈時μs=1 N2 為線圈圈數的平方 S 線圈的截面積，單位為平方米 l 線圈的長度， 單位為米 k 系數，取決於線圈的半徑（R)與長度(l)的比值。 計算出的電感量的單位為亨利（H）。