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電感阻抗頻率曲線_Matlab繪制電感曲線實(shí)驗(yàn)

h1654155282.3538 ? 來(lái)源:衡麗電子 ? 作者:衡麗電子 ? 2020-10-28 14:41 ? 次閱讀

電感的高頻模型如圖所示

我們根據(jù)這個(gè)模型,可以得到阻抗公式,也可以得到諧振頻率公式。也就能畫(huà)出阻抗頻率曲線了。

橫軸為頻率,縱軸為阻抗的模。藍(lán)色的曲線為理想電感,理想電感的阻抗為Z=jwL,阻抗和頻率成正比,所以看起來(lái)像是一條直線。而黃色曲線是實(shí)際電感的阻抗曲線,最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率為諧振頻率SRF

可以看出:

①在頻率比較低的時(shí)候,實(shí)際電感的阻抗與理想電感的基本一樣,可以看作是理想的電感。

②在諧振頻率SRF處,阻抗達(dá)到最大,然后隨頻率的增加不斷下降。

③在SRF左側(cè),電感占主導(dǎo)地位,電感主要呈感性,而在SRF右側(cè),電容占主導(dǎo)地位,主要呈容性。

上面的圖形,相信有一定經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)都見(jiàn)過(guò),理解可能并不是很深刻,下面我就以順絡(luò)的電感為例,使用Matlab來(lái)畫(huà)一畫(huà)阻抗曲線。

Matlab繪制電感曲線實(shí)驗(yàn)

我們已經(jīng)有了電感的阻抗公式

只要有了電感的感值,等效串聯(lián)ESR,寄生電容C,那么我們就可以畫(huà)出來(lái)了。一般廠家給出的電感規(guī)格書(shū),都會(huì)給出電感值和等效串聯(lián)電阻ESR,沒(méi)有給出寄生電容C。那么怎么辦呢?

我們可以根據(jù)廠家給出的自諧振頻率,反算出寄生電容C。

相信到這里,應(yīng)該能更深的認(rèn)識(shí)到電感的阻抗頻率曲線為什么是這樣的了。比較1UH理想電感和實(shí)際電感曲線,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),在頻率小于諧振頻率的十分之一時(shí),兩者基本是重合的,而大于之后隨著頻率的升高,兩者差別越來(lái)越大。這樣也是為什么我們常說(shuō),要使信號(hào)頻率小于諧振頻率的十分之一。

我們一般使用電感濾波時(shí),都只需要其感性的作用,因此其越接近于理想電感越好,所以在使用時(shí)信號(hào)頻率要遠(yuǎn)小于諧振頻率。這與電容是不同的,電容我們一般用于濾波,需要最小阻抗,所以電容是在諧振頻率處濾波效果最好的。

另外的問(wèn)題

如果細(xì)心一點(diǎn),會(huì)發(fā)現(xiàn),橫坐標(biāo)頻率是從10K開(kāi)始的,如果頻率從0開(kāi)始,曲線也是和理想電感重合的嗎?答案是否定的。

從上面可以看出,在頻率比較低的時(shí)候,實(shí)際電感的阻抗基本是平的,而理想的還是線性的,為什么呢?

其實(shí)很簡(jiǎn)單,那是因?yàn)樵陬l率比較低的時(shí)候,電感的感抗和容抗都非常小,盡管電感的導(dǎo)線電阻已經(jīng)很小了,但是因?yàn)轭l率實(shí)在太低了,感抗和容抗比導(dǎo)線電阻還小。所以,此時(shí)阻抗主要由導(dǎo)線電阻決定,而導(dǎo)線電阻是隨頻率基本不變的,所以我們看到在頻率比較低的時(shí)候是平的。

以上就是本期內(nèi)容,建議有興趣的同學(xué),可以拿著Matlab的代碼自己執(zhí)行一下,修改里面的R,C的值,看看有什么變化,可以加深對(duì)電感的理解。

總結(jié)

①電感的阻抗頻率曲線呈現(xiàn)倒V型,有一個(gè)自諧振頻率SRF,阻抗在諧振頻率處達(dá)到最大,此時(shí)整體呈現(xiàn)電阻特性。而在SRF左側(cè),電感主要呈感性,在SRF右側(cè),電感主要呈容性。

②實(shí)際使用中,要使信號(hào)頻率小于電感自諧振頻率的十分之一。
責(zé)任編輯人:CC

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