电感的高频模型怎么来的?

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今天我们来说一说电感的高频模型的个人理解,希望对大家有所启发和帮助。

为什么叫高频模型呢?

为什么叫高频模型呢,难道在低频时是不成立的吗?当然不是的。仅仅只是因为在低频的时候,我们可以把电感当作理想的,因为其分布电容的影响是可以忽略的。而我们需要知道的是,即使我们在低频率使用时,也用高频模型来分析,我们得到的结果也和不使用高频模型时基本是一样的。而一件事情,如果能更简单的描述,必然不会选用更复杂的。

就比如在低速的世界,我们使用牛顿定律完全没问题,而不需要将爱因斯坦相对论加进去,当然,如果你不嫌麻烦,非要考虑相对论效应,那也没问题。而在高速的世界,我们不得不考虑相对论效应,因为其影响已经很大了。同样的,在高频率的时候,我们也不得不考虑电感的分布电容的影响,于是不得不拿出我们电感的高频模型。

电感高频模型

电感高频模型

电感的高频模型也很简单,首先它是电感,肯定有电感量L,然后导线有一定的阻值,必然存在R,同时,电容的本质就是两个导体并排放着,中间填上绝缘介质,就构成了电容。那么线圈与线圈之间距离很近,也会存在寄生电容C。

但是问题来了,它为什么是这样的组合呢?而不是右边这两种呢?

图2

我们假定有均匀绕制的电感线圈,我们采用微分的办法,因为线圈宏观上看,它是一根导线构成,那么可以看成由无数的△R,△L串联构成构成,是连续的。同时,每一个微分单元本身是一段导线,那么微分单元与单元之间就相当于是电容的两个极板,即存在电容分量△C。所以,每一个微分单元可以看作是电感△L与电阻△R串联,然后一起同电容△C并联构成。无数这样微小的单元串联在一起,然后我们再简化一下,就构成了我们常见的电感的高频模型。

图3

模型的作用

尽管我们实际使用的电感结构有各种各样的,但是原理都差不多,基本都可以用这个模型来等效。那么这个模型有什么用呢?它能帮忙我们理解下面内容

①可以很容易的理解电感的频率特性曲线,电感在不同频率下的表现。

②有助于理解怎么样绕制的电感寄生电容比较小,谐振频率比较高。

③电感越小,谐振频率越高:电感越大,那么匝数越多,寄生电容越大,所以谐振频率也低。

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