喵言喵语的电子科普——电感篇(上)
猫老爷 · 2017-08-28 · 阅读 12318
好吧,看来是不能与电感愉快地交流了,本期就由作者菌来代劳吧。
各位,我刚刚开始学习电感的时候,就感觉这个电子元件很“特别”,和别的电子器件差别很大。如果你没感觉,请拿起手机,在“行家说”APP里打开任意一篇不是本喵写的科普文章,再和本文的风格做对比(请注意是“风格”,请勿过度解读成“水平”……),这两个风格之间的差距有多大,电感和其他电子器件的差别就有多大。
下面我们来说说几个不一样的地方哈。
第一,别的电子器件都是采用的电学单位,比如电阻是“欧姆”,写作“Ω”,这是个希腊字母,本来读作“欧米茄”,对!就是和那个名表是一个字母。那为啥在这里又念“欧姆”了呢?……也许一开口都有“欧”吧,谁知道。通常我们说“这个电阻多少多少欧”,或者再大一点“多少多少k欧(k表示1000倍)”。
电容的单位是“法拉”,写作F,这是为了纪念英国科学家法拉第的和烧死异性恋没关系……。由于这个单位太大了,所以我们一般说“多少多少μ法(这里又是个希腊字母,μ念做“谬”,表示一百万分之一)” ,也有把μF叫“微法”的。嗯,电子行业的称呼就这么乱,我有时简直怀疑这就是为了给外行显摆用的……
下面重点来了,电感这哥们儿的单位是——亨利(不是那个踢球的)——是个磁学单位,不是电学单位。一般我们说,“这个电感的电感量是多少多少亨利”。这里的电感量就是指电感的能力,就好像在撸啊撸或者王者农药里说的“XX的战斗力是多少多少”类似。
第二,大概你已经猜到了,电感的特性和磁学而不是电学有关,属于身在“电”营心在“磁”。
可这还不是最骚的,我给你看一张电感磁学特性的图啊,是不是看着有点儿晕?
没事儿啊,我来讲讲。为了方便,我给这个曲线的两段分别加了红色和基佬紫,我们就来讲讲这两段的事儿。
现在请准备一块铁块,并保证其没有磁性,在下面的曲线上用“O”点表示铁块现在的状态——铁块外面什么都没有,铁块自身也没有吸力。
然后在铁块旁边放块长条形的磁铁,确保一头对着铁块。这时候你会发现铁块也有吸力了,这个时候铁块的状态来到了点“1”。
于是,你又在铁块旁边放了一块磁铁,铁块的吸力变强了一点,曲线上相应的点是“2”。
接着你再往旁边放磁铁,不一会儿你就会发现,无论你再怎么在铁块旁边加磁铁,铁块的吸力都不会再变强了,这就来到了“3”。
最后你玩儿累了,不想让铁块有吸力了,于是你把铁块旁边的磁铁都拿走了,结!果!你发现铁块还是有吸力,即使你没在旁边放磁铁!图中的点“4”代表此时铁块的状态。而要想让铁块没有吸力,你必须再在铁块旁边放上磁铁并且把磁铁反过来放(图中点“5”)。
总结起来有两点,1)让铁块变得有吸力(术语叫“有磁性”),和让铁块没吸力的过程是不一样的;2)一旦铁块有了吸力,你不能通过简单地把磁铁拿走(术语叫“撤除外部磁场”)来让铁块没吸力。
而电感中的一种“磁芯电感”就具有上面说的这种特性。这和电阻啊,电容啊都不一样。电阻是加多少电压就可以流过多少电流,没有什么电压上升和电压下降之分。而电容呢,是加多少电压有多少电量。
电感就不同,你得知道电感的“历史”,也就是说电感处于这根曲线上的哪个位置,才能知道加多少“外部磁场”才能让电感产生多少“感应的磁场”。比如,同样是没有外部磁场,当电感处于点“O”的状态时,内部没有“感应的磁场”。而当电感被外部磁场磁化后,处于点“4”的状态时,内部就有磁场了。怎么样?电感老哥是不是够有个性的?
可能有人要说了,磁芯电感有了磁性以后就再也回不到没有磁性又不用在外面加磁场的原始状态了吗?有,这个把原来的磁性去除恢复到原来的状态有个专业名儿叫“退磁”,还有相应的曲线来描述这个过程,叫“退磁曲线”。不过在这儿不多讲了,要不然本期你得看吐了不可。
就给你看张退磁曲线的图吧,大概的意思就是反复改变外加磁场的方向,同时让电感里的磁场越来越小。不理解也没关系,你就当成外磁场就像是在趴体上玩儿嗨了的哥们儿,不断的左右摇摆就行╮(╯▽╰)╭。
到这儿,本期的介绍到此结束了……。诶?!电感的皂片呢?电感的照片放在下期哈,原因我们也在下期里讲。心急的童鞋可以上网搜搜电感的照片,你会有什么感觉?反正我对电感的感觉是……下期接着聊。
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