電路中的“梳理者”-電感

1、電路中的“梳理者”-電感我們知道，電生磁、磁生電，兩者相輔相成，總是伴隨出現(xiàn)。當(dāng)一根導(dǎo)線中擁有恒定電流流過時(shí)，總會(huì)在導(dǎo)線周圍激發(fā)恒定的磁場(chǎng)。當(dāng)我們把這根導(dǎo)線都彎曲成為螺旋線圈時(shí)，利用中學(xué)學(xué)過的電磁感應(yīng)定律，我們就能判定，螺旋線圈中產(chǎn)生了磁場(chǎng)。接下來，我們將這個(gè)螺旋線圈放在某個(gè)電流回路中，當(dāng)這個(gè)回路中的直流電變化時(shí)（如從小到大或者相反），電感中的磁場(chǎng)也應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生變化，變化的磁場(chǎng)會(huì)帶來變化的“新電流”，由電磁感應(yīng)定律，這個(gè)“新電流”肯定和原來的直流電方向相反，從而在短時(shí)間內(nèi)對(duì)于直流電的變化形成一定的抵抗力。不過，一旦變化完成，電流穩(wěn)定下來，磁場(chǎng)也不再變化，便不再有任何阻礙產(chǎn)生。如果你認(rèn)為上面一段描

2、述非常難懂、拗口，我們不妨從另一個(gè)角度來解釋。假設(shè)有一條人工渠，渠邊有一個(gè)大大的水車，水車很沉重，需要較大流量的渠水才能推動(dòng)它。首先，渠道中沒有水的時(shí)候，水車是不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的。接下來工人打開閘門開始放水，在放水最開始的時(shí)候，水流會(huì)從小到大，那么水車是怎么樣變化的呢？水車會(huì)隨著水的到來而迅速旋轉(zhuǎn)和水同步？顯然不是，由于慣性和阻力的存在，水車會(huì)緩慢的開始轉(zhuǎn)動(dòng)，過一段時(shí)間后才會(huì)和水流形成穩(wěn)定的平衡。在水車“起步”，開始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程，實(shí)際上也是水車在阻止水流向前，抵抗水流變化的過程。在水流平穩(wěn)、水車轉(zhuǎn)速也穩(wěn)定后，水和水車形成一種和諧共生的關(guān)系，就互不干涉了。那么如果關(guān)掉閘門呢？關(guān)掉閘門后，水會(huì)逐漸減少，

3、流速也會(huì)下降。在水流流速下降的時(shí)候，水車并不能迅速和水流建立新的平衡，它還會(huì)按照之前的速度繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，并帶動(dòng)水流在一定時(shí)間內(nèi)維持之前的速度，然后水車會(huì)隨著水流速降低、水流減少而慢慢停止轉(zhuǎn)動(dòng)。正是這種緩和電路中電流的變化幅度的特性，使得電感就像是電路中的一個(gè)“梳理者”。 通直流，阻交流從上面的過程來看，我們完全可以將電感器的作用和水車等同起來，它們的核心作用都是阻止電流(水流)的變化。比如電流由小到大，水流由大到小的過程中，無論是電感器還是水車都存在一種“滯后”作用，它們能在一定時(shí)間內(nèi)抵御這種變化。從另一個(gè)角度來說，正因?yàn)殡姼衅骱退嚀碛袃?chǔ)存一定能量(慣性)的作用，因此它們才能在變化來臨時(shí)

4、試圖維持原狀，但需要說明的是，當(dāng)能量耗盡后，則只能隨波逐流。說到這里，電感器的特別作用就非常清晰了那就是“通直流，阻交流”。為什么這樣說呢？如果以水車作為例子的話，直流就是恒定的一個(gè)方向的水流，水車雖然在水流開閘后的一小段時(shí)間內(nèi)對(duì)水流有阻止，但一旦水車和水流建立平衡，則無論是水車還是水流都會(huì)按照規(guī)律運(yùn)動(dòng)，不再會(huì)有阻止發(fā)生，這就是“通直流”。作為“阻交流”，試想，如果渠道中的水流一會(huì)向左、一會(huì)向右，水車在其中也無法正常轉(zhuǎn)動(dòng)，最后的結(jié)果是水渠無法形成正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是電感的“阻交流”作用。 我們?cè)谥靼迳铣３？梢钥吹铰懵兜?，有粗壯銅絲纏繞的元件，沒錯(cuò)，那就是電感。電感的“通直阻交”特性，讓

5、其在電路中能夠發(fā)揮巨大的作用。在板卡中，電感多被用在儲(chǔ)能、濾波、延遲和振蕩等幾個(gè)方面，是保障板卡穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要元件。當(dāng)然，如果要深入分析這些作用，往往牽涉到很專業(yè)的電子知識(shí)，本文就不多做介紹了，感興趣的讀者可以自行查閱電路設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。什么是鐵素體？鐵素體，又稱鐵氧體，是一種磁性材料，它的成分是鐵和其他金屬的復(fù)雜氧化物。鐵素體材料的特點(diǎn)是在高頻工作時(shí)擁有非常出色的磁導(dǎo)率，因此被用作主板和顯卡供電部分，以適應(yīng)供電部分電路高頻工作的需求。 鐵素體材料制作成的電感，高頻下?lián)碛胁诲e(cuò)的磁導(dǎo)率。 關(guān)于電感的兩大誤區(qū)最原始的電感器是由繞成螺旋狀的導(dǎo)線構(gòu)成。在實(shí)際使用中，導(dǎo)線為了固定不變形，

6、一般都會(huì)找一個(gè)纏繞對(duì)象，這些纏繞對(duì)象的名字叫做骨架。大部分電感器會(huì)使用磁性物質(zhì)當(dāng)骨架，當(dāng)然諸如塑料棒、橡膠棒甚至木棒也都可以作為電感器的骨架。實(shí)際使用中骨架的材料和性質(zhì)將會(huì)在很大程度上影響電感器的性能。目前我們已經(jīng)比較少在板卡上看到純粹裸露出銅絲線圈的電感器了，各種各樣薄型封裝、小型封裝甚至連排封裝的電感器成為我們最常見的產(chǎn)品。不過萬變不離其宗，電感無論怎樣變，線圈和骨架依舊存在。除了外形，在接口和引腳上，電感器也有插件式和貼片式的區(qū)別。簡(jiǎn)單說來，插件式電感的插腳會(huì)在電感下方，從主板正面看很難看到引腳。而貼片式的電感器引腳往往被設(shè)計(jì)在電感兩端，在正面看比較容易看到引腳。鐵素體電感器是我們目前在

7、板卡上?？吹降囊活愲姼?。它的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜：電感器中間依舊是螺旋狀纏繞在磁芯上的線圈，導(dǎo)線周圍則使用了鐵素體材料將線圈封閉（或者半封閉）起來。這樣做的好處是可利用鐵素體材料約束電感線圈的磁場(chǎng)，在增強(qiáng)本身性能的同時(shí)降低電感線圈對(duì)其它元件的干擾。需要說明的是，鐵素體電感器可以根據(jù)用戶的要求做得更為矮小，甚至各種奇怪的形狀，其表面也可以涂油漆做成各種色彩。一些商家可能還會(huì)告訴消費(fèi)者，彩色的電感性能更出眾，這是不少玩家存在的誤區(qū)之一。比如我們?？吹剿{(lán)色的電感器，或者一些頂部可以開槽用作加強(qiáng)散熱的特色電感器等，但其本質(zhì)甚至性能都沒有絲毫變化。除了鐵素體電感器外，還有一類電感器往往會(huì)引起玩家的注意。一些玩家存在的另一個(gè)誤區(qū)，就要數(shù)在數(shù)字供電電路中比較常見的連排式電感器。這種電感器實(shí)際上就是將小體積貼片式電感器在最初制造時(shí)用特殊的模具“連接”在一起。由于很多公版顯卡的數(shù)字供電會(huì)使用連排電感器，因此一部分玩家將其作為判斷數(shù)字供電與否的標(biāo)準(zhǔn)之一。實(shí)際上，連排電感器只是一種特殊封裝的電感器而已，用作連排式使用只是為了減少空間占用，提高元件密集程度，本身性能和分開設(shè)計(jì)的獨(dú)立式電感器幾乎沒有任何差別，也和數(shù)字供電沒有任何關(guān)系。數(shù)字供電的核心是數(shù)字式PWM，而不是連排電感器，這一點(diǎn)尤其需要玩家們注意。本期看點(diǎn)1.電感器會(huì)阻止電路中的電