一种超纳线圈以及用于制作超纳线圈的容性导体的制作方法

本发明涉及一种超纳线圈以及用于制作超纳线圈的容性导体，属于电力、电子元件领域。

背景技术：

电流流经电路时会有阻力产生，这种阻力包括电阻和电抗，电抗又包括感抗和容抗。由于阻力会产生不必要的功率损耗，所以人们尽一切办法来降低或者消除这种阻力。超导技术就是通过材料或温度的改变，使得导体的电阻降低，以致可以忽略不计。

线圈是电力、电子技术中最常用的元件之一。由于线圈的固有属性，当有交流电流通过时会产生感抗，阻碍交流电流的变化，降低电磁变换(交换)效率，影响电磁变换(交换)响应速度。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种超纳线圈以及用于制作超纳线圈的容性导体，该超纳线圈在交流电流通过时不会产生感抗。

所谓超纳线圈是相对于超导导体而言，超导导体是指没有电阻的导体，超纳线圈是指没有电抗的线圈。

为实现上述目的，本发明一种超纳线圈，该线圈是由容性导体绕制形成的箔式线圈。所述容性导体，包括绝缘膜以及覆在绝缘膜两侧的金属层；每侧金属层包括N个不连续的金属片段，每个金属片段包括顺序排列的三个区，即电极Ⅰ、引线和电极Ⅱ；所述电极Ⅰ、和电极Ⅱ形状、大小一致；绝缘膜一侧的电极Ⅰ与绝缘膜另一侧的电极Ⅱ重叠，依次交错，顺序设置。

本发明的原理是：

位于绝缘膜一侧的电极Ⅰ与绝缘膜另一侧的电极Ⅱ重叠，形成电容C，一个容性导体就是一个由N个电容C串联形成的导电体，由容性导体绕制形成箔式线圈，就相当于N个电感L和N个电容C串联，通过调整电极Ⅰ和电极Ⅱ的面积以及绝缘膜的厚度，可以确定电容C的大小，通过调整线圈的直径和匝数可以确定电感L的大小，当输入的电流频率满足条件时，电感L形成的感抗和电容C形成的容抗相位相差180度，互相抵消，整个线圈呈谐振状态，相当于没有感抗。

现有技术中，常规导体呈现纯电阻特征，常规线圈呈现电阻电感复合阻抗特征。

本发明通过特殊的物理结构，容性导体呈现电阻电容复合阻抗特征；超纳线圈呈现纯电阻特征。将电容做进线圈中，形成若干个串联的LC电路，在输入特定频率的电流时，没有感抗，不会产生无功功率消耗。但其互感作用依然存在，可以广泛应用于电子、电力技术领域，如：制作变压器、互感器等线圈类电子元件或者电力设备。

附图说明

图1是本发明一种单匝箔绕超纳线圈的结构示意图；

图2是本发明一种用于制作超纳线圈的容性导体的结构示意图；

图3是图2的等效电路图；

图4是图1的等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种超纳线圈，是由图2所示的容性导体绕制形成的箔式线圈；容性导体包括绝缘膜1以及覆在绝缘膜1两侧的金属层2；每侧金属层包括N干个不连续的金属片段，每个金属片段包括顺序排列的三个区，即电极Ⅰ21、引线22和电极Ⅱ23；所述电极Ⅰ21和电极Ⅱ23形状、大小一致；绝缘膜1一侧的电极Ⅰ21与绝缘膜1另一侧的电极Ⅱ23重叠。

本发明的原理是：位于绝缘膜1一侧的电极Ⅰ21与绝缘膜1另一侧的电极Ⅱ23重叠，形成平板电容C，所述容性导体就是一个由N个平板电容C串联形成的导电体，在不考虑电阻的情况下，其等效电路如图3所示。由容性导体绕制形成箔式线圈，就相当于N个电感L和N个电容C的串联电路，其等效电路如图4所示。

平板电容器的电容与极板的面积S成正比，与极板间的距离d成反比，与电容是否带电无关，只与电容器本身的结构形状有关。

平板电容电容量的计算公式：

C＝Q/U

＝Q/Ed

＝ε×S/4πkd；

由此可以看出，通过调整电极Ⅰ和电极Ⅱ的面积以及绝缘膜的厚度，可以确定电容C的大小。

线圈电感量计算公式：

L＝Wφ/i＝μcW²Ac/lc

式中μc为磁导率

Ac——磁心截面积(m2)；

lc——磁心的磁路平均长度(m)；

W——绕组匝数。

通过调整线圈的磁芯直径、长度和匝数可以确定电感L的大小。

感抗的计算公式为：XL＝2*π*f*L；

容抗的计算公式为：XC＝1/(2*π*f*C)。

当输入电流处于特定的频率f0时，电路发生谐振，XL刚好等于XC，且方向相反，XL-XC＝0。对于总电路来说，相当于没有电抗。