线圈（“感应器”）和螺线管
本帖最后由 能量海 于 2017-8-11 07:13 编辑
第十二章：基础电子学
线圈（“感应器”）和螺线管
如果你取一根硬纸管，任意大小，任意长度，绕着它缠上一段导线，你就做成了一个非常有趣的装置。它被称为“线圈”或“感应器”，或“螺线管”。
这是一种有着许多用途的非常有趣的装置。它构成了一个无线电接收器的心脏，它曾经是电话交换机的主要元件，以及大部分电动机使用其中的几个。其原因是，如果电流通过导线，线圈起着与磁棒完全相同的作用：
其主要的区别在于，当电流中断时，线圈停止起像磁铁那样的作用，而这的确非常有用。如果一根铁棒放在线圈内并打开电流开关，铁棒会被推到一边。许多门铃使用这种机制产生两个音符的谐和音律。一个继电器用这种方法关闭电器的开关，而许多电路用它切换重负载（闸流管也可以用于此，且没有移动件）。
导线线圈具有几乎任何电子元件的最奇怪的一个特点。当通过它的电流以任何方式被改变，线圈则反对改变。记得光控开关用继电器的电路吗？
你会注意到继电器（主要是一个导线线圈）有一个二极管跨过它。那时无论是继电器还是二极管，由于与所描述的电路不相关而没有非常详细地解说过。连接二极管，使得没有电流通过它从电池正极到“地”线（电池的负极）。表面上，看起来好像它在个电路中是没用的。实际上，这是用于保护晶体管TR3免遭损坏的一个非常重要的元件。
当晶体管TR3导通时，继电器线圈携带电流。晶体管TR3的发射极上至约+10伏。当TR3关闭，它极其迅速地推动继电器的连接点从+10伏到0伏。发生这种情况时，继电器线圈以一种最特殊的方式做出反应，通过继电器线圈的电流刚停止时，连接到TR3的发射极的线圈的一端上的电压不断下移。如果没有二极管跨接继电器，发射极电压被迫片刻过冲电路的负线，并拉低许多伏特——在电池负线之下。TR3的集电极连接到+12伏，所以如果发射极被拉低到——比方说——负30伏，TR3于其两端得到42伏。如果晶体管只能处理——比如说——30伏，那么它将被42伏的峰值毁损。
线圈的运作的方式是怪异的。但是，要了解开关断开的那一刻会发生什么，我们通过放一个二极管跨接继电器的线圈来处理。开关打开，和当继电器通电时，二极管没有影响，显示对电流的电阻非常高。开关关闭，继电器电压开始暴跌到电池线以下，二极管实际上翻转进入其导电模式。当电压达到低于电池负线0.7伏时，二极管开始导通并压住电压在那个电平，直到继电器线圈产生的电压尖峰消散。线圈越是试图拉低电压，二极管越难导通，遏制向下骤降。这限制跨晶体管TR3电压比电池电压高0.7伏，因而保护它。
螺线管可以是非常有用的。这里是一个强力电动机设计，是美国人本·梯尔（Ben Teal）1978年6月的专利 （美国专利号4,093,880）。这是一个非常简单的设计，如果你愿意，可以自己做。本的原始电机是木制的，而几乎可以使用任何方便的材料。这是俯视图：
而这是侧视图：
本用了八个螺线管模仿汽车发动机的工作方式。有曲轴和连杆，像所有的汽车引擎一样。连杆连接到曲轴上的滑环上，而螺线管在适当的时刻得到一个电流脉冲去拉动曲轴转动。曲轴每转一周收到四个拉动。此处所示的配置中，两个螺线管在同一时刻拉动。
在上面的侧视图中，每一层有四个螺线管，而你可以扩展曲轴，使之如你所愿的有4个螺线管一层的多个层。发动机功率随每一层的添加而增加。两层应该是相当充足的了，因为这是一种只有两层的强力电动机。
有趣的一点是，当螺线管脉冲结束，由于线圈的怪异属性，其拉力短暂地改为推力。如果脉冲的定时在这个电机上是恰好的，短暂的推力可以用来增加电机的功率，而不是反作用于电机的旋转。这种特征也被用在本文的“自由能”部分中描述亚当斯电机。
由螺线管所产生的磁场的强度是受线圈中的匝数、流经线圈的电流以及线圈内的“线圈架”（线圈绕制其上的管子）的性质影响的。顺便提一下，有几种花式方法缠绕线圈也可以有一种效应，但这里我们将仅讨论线圈的线匝与线圈架成直角的并列绕制。
1.在线圈上每绕一匝，增加磁场。所用的导线越粗，线圈里流动的电流越大——对于放置线圈两端的任意电压。不幸的是，导线越粗，每匝占用空间越多，所以导线的选择是折衷的。
2.供给线圈的功率取决于跨接它的电压。瓦特=伏特×安培，所以电压越大，提供的功率越大。但是，我们也由欧姆定律得知，欧姆=伏特/安培，也可以写成欧姆×安培=伏特。欧姆在这种情况下由所选择的导线和匝数所确定，因此，如果我们加倍电压，那么我们就加倍电流。
例如：假设线圈电阻为1欧姆，电压1伏，和电流1安培。则功率瓦特为伏特×安培或1×1为1瓦。
现在，电压加倍到2伏。线圈电阻仍然是1欧姆，这样电流现在是2安培。功率瓦特为伏特×安培或2×2是4瓦。加倍电压有了四倍的功率。
如果电压增加到3伏。线圈电阻仍然是1欧姆，那么电流现在是3安培。 功率瓦特是伏特×安培或3×3为9瓦。功率是欧姆×安培的平方，或瓦特＝欧姆×安培×安培。 由此可见施加到任何线圈或螺线管的电压是通过线圈开发功率的关键。
3.线圈绕在什么上也相当重要。如果线圈绕在覆盖了一层纸的软铁棒上，则磁效应被显着增加。如果棒的两端是像平头螺丝刀的锥形或锉小成一个尖点，则磁力线在离开这根铁棒时会集中在一起，磁效应进一步提高。
如果软铁芯是实心的，有些能量是通过绕铁芯流动的电流丢失。这些电流可通过用彼此绝缘的薄金属条子（称为“叠片”）最小化。您可以在变压器的结构中最常看到，在那里你有两个线圈绕在一个单一的内芯上。因为它适于批量生产，变压器通常绕成两个单独的线圈，其然后置于一个溜冰8字花式的层叠铁芯上。
第十二章：基础电子学
线圈（“感应器”）和螺线管
如果你取一根硬纸管，任意大小，任意长度，绕着它缠上一段导线，你就做成了一个非常有趣的装置。它被称为“线圈”或“感应器”，或“螺线管”。
这是一种有着许多用途的非常有趣的装置。它构成了一个无线电接收器的心脏，它曾经是电话交换机的主要元件，以及大部分电动机使用其中的几个。其原因是，如果电流通过导线，线圈起着与磁棒完全相同的作用：
其主要的区别在于，当电流中断时，线圈停止起像磁铁那样的作用，而这的确非常有用。如果一根铁棒放在线圈内并打开电流开关，铁棒会被推到一边。许多门铃使用这种机制产生两个音符的谐和音律。一个继电器用这种方法关闭电器的开关，而许多电路用它切换重负载（闸流管也可以用于此，且没有移动件）。
导线线圈具有几乎任何电子元件的最奇怪的一个特点。当通过它的电流以任何方式被改变，线圈则反对改变。记得光控开关用继电器的电路吗？
你会注意到继电器（主要是一个导线线圈）有一个二极管跨过它。那时无论是继电器还是二极管，由于与所描述的电路不相关而没有非常详细地解说过。连接二极管，使得没有电流通过它从电池正极到“地”线（电池的负极）。表面上，看起来好像它在个电路中是没用的。实际上，这是用于保护晶体管TR3免遭损坏的一个非常重要的元件。
当晶体管TR3导通时，继电器线圈携带电流。晶体管TR3的发射极上至约+10伏。当TR3关闭，它极其迅速地推动继电器的连接点从+10伏到0伏。发生这种情况时，继电器线圈以一种最特殊的方式做出反应，通过继电器线圈的电流刚停止时，连接到TR3的发射极的线圈的一端上的电压不断下移。如果没有二极管跨接继电器，发射极电压被迫片刻过冲电路的负线，并拉低许多伏特——在电池负线之下。TR3的集电极连接到+12伏，所以如果发射极被拉低到——比方说——负30伏，TR3于其两端得到42伏。如果晶体管只能处理——比如说——30伏，那么它将被42伏的峰值毁损。
线圈的运作的方式是怪异的。但是，要了解开关断开的那一刻会发生什么，我们通过放一个二极管跨接继电器的线圈来处理。开关打开，和当继电器通电时，二极管没有影响，显示对电流的电阻非常高。开关关闭，继电器电压开始暴跌到电池线以下，二极管实际上翻转进入其导电模式。当电压达到低于电池负线0.7伏时，二极管开始导通并压住电压在那个电平，直到继电器线圈产生的电压尖峰消散。线圈越是试图拉低电压，二极管越难导通，遏制向下骤降。这限制跨晶体管TR3电压比电池电压高0.7伏，因而保护它。
螺线管可以是非常有用的。这里是一个强力电动机设计，是美国人本·梯尔（Ben Teal）1978年6月的专利 （美国专利号4,093,880）。这是一个非常简单的设计，如果你愿意，可以自己做。本的原始电机是木制的，而几乎可以使用任何方便的材料。这是俯视图：
而这是侧视图：
本用了八个螺线管模仿汽车发动机的工作方式。有曲轴和连杆，像所有的汽车引擎一样。连杆连接到曲轴上的滑环上，而螺线管在适当的时刻得到一个电流脉冲去拉动曲轴转动。曲轴每转一周收到四个拉动。此处所示的配置中，两个螺线管在同一时刻拉动。
在上面的侧视图中，每一层有四个螺线管，而你可以扩展曲轴，使之如你所愿的有4个螺线管一层的多个层。发动机功率随每一层的添加而增加。两层应该是相当充足的了，因为这是一种只有两层的强力电动机。
有趣的一点是，当螺线管脉冲结束，由于线圈的怪异属性，其拉力短暂地改为推力。如果脉冲的定时在这个电机上是恰好的，短暂的推力可以用来增加电机的功率，而不是反作用于电机的旋转。这种特征也被用在本文的“自由能”部分中描述亚当斯电机。
由螺线管所产生的磁场的强度是受线圈中的匝数、流经线圈的电流以及线圈内的“线圈架”（线圈绕制其上的管子）的性质影响的。顺便提一下，有几种花式方法缠绕线圈也可以有一种效应，但这里我们将仅讨论线圈的线匝与线圈架成直角的并列绕制。
1.在线圈上每绕一匝，增加磁场。所用的导线越粗，线圈里流动的电流越大——对于放置线圈两端的任意电压。不幸的是，导线越粗，每匝占用空间越多，所以导线的选择是折衷的。
2.供给线圈的功率取决于跨接它的电压。瓦特=伏特×安培，所以电压越大，提供的功率越大。但是，我们也由欧姆定律得知，欧姆=伏特/安培，也可以写成欧姆×安培=伏特。欧姆在这种情况下由所选择的导线和匝数所确定，因此，如果我们加倍电压，那么我们就加倍电流。
例如：假设线圈电阻为1欧姆，电压1伏，和电流1安培。则功率瓦特为伏特×安培或1×1为1瓦。
现在，电压加倍到2伏。线圈电阻仍然是1欧姆，这样电流现在是2安培。功率瓦特为伏特×安培或2×2是4瓦。加倍电压有了四倍的功率。
如果电压增加到3伏。线圈电阻仍然是1欧姆，那么电流现在是3安培。 功率瓦特是伏特×安培或3×3为9瓦。功率是欧姆×安培的平方，或瓦特＝欧姆×安培×安培。 由此可见施加到任何线圈或螺线管的电压是通过线圈开发功率的关键。
3.线圈绕在什么上也相当重要。如果线圈绕在覆盖了一层纸的软铁棒上，则磁效应被显着增加。如果棒的两端是像平头螺丝刀的锥形或锉小成一个尖点，则磁力线在离开这根铁棒时会集中在一起，磁效应进一步提高。
如果软铁芯是实心的，有些能量是通过绕铁芯流动的电流丢失。这些电流可通过用彼此绝缘的薄金属条子（称为“叠片”）最小化。您可以在变压器的结构中最常看到，在那里你有两个线圈绕在一个单一的内芯上。因为它适于批量生产，变压器通常绕成两个单独的线圈，其然后置于一个溜冰8字花式的层叠铁芯上。
分享
