什么是电感

电感电感被称为电路的理想化元件,其中存储了磁场的能量。电场能量的储存或电能向其他类型能量的转换不会发生在其中。

最接近理想化元素的东西——电感——是电路的真实元素—— 感应线圈.

与电感不同,电感线圈还存储电场的能量并将电能转换为其他类型的能量,特别是热能。

定量地,电路的实际和理想化元件存储磁场能量的能力由称为电感的参数表征。

因此,术语“电感”用作电路的理想化元件的名称,用作定量表征该元件特性的参数的名称,以及电感线圈的主要参数的名称。

电感的常用图形标识

米。 1. 电感的常规图形表示法

确定电感线圈中电压和电流之间的关系 电磁感应定律,从中可以看出,当穿过电感线圈的磁通量发生变化时,会在其中感应出一个电动势 e,与线圈磁链 ψ 的变化率成正比,其方向为:它 , 往往会阻止磁通量的变化:

e = — dψ / dt

线圈的磁链等于穿过其各个匝的磁通量的代数和:

其中 N 是线圈匝数。

电感在 SI 单位制中,磁通量和磁链用韦伯 (Wb) 表示。

穿过线圈每一匝的磁通量F,在一般情况下,可能包含两部分:自感磁通量Fsi和外场磁通量Fvp:F—Fsi+Fvp。

第一个分量是由流过线圈的电流引起的磁通量,第二个分量是由与线圈中的电流无关的磁场决定的——地球磁场、其他线圈的磁场和 永久磁铁……如果磁通量的第二个分量是由另一个线圈的磁场引起的,那么它就称为互感磁通量。

线圈磁通 ψ 以及磁通量 Φ 可以表示为两个分量的总和:自感磁链 ψsi 和外场磁链 ψvp

ψ= ψsi + ψvp

电感感应线圈中感应的 EMF e 又可以表示为自感应 EMF 的总和,它是由自感应磁通量的变化引起的,与 EMF 的变化引起的来自线圈外部场的磁通量:

e = esi + dvp,

这里 eu 是自感电动势,evp 是外场电动势。

如果感应线圈外部磁场的磁通量为零,只有自感磁通穿过线圈,则只有 自感电动势.

电感磁通关系取决于流过线圈的电流。这种依赖性称为韦伯 - 电感线圈的安培特性,通常具有非线性特性(图 2,曲线 1)。

在特定情况下,例如,对于没有磁芯的线圈,这种相关性可以是线性的(图 2,曲线 2)。

电感线圈的韦伯安培特性

米。 2、电感线圈的韦伯安培特性:1——非线性,2——线性。

在 SI 单位中,电感以亨利 (H) 表示。

在分析电路时,通常不考虑线圈中感应的 EMF 的值,而是考虑其端子处的电压,选择其正方向与电流的正方向一致:

电路的理想化元件——电感——可以看作是电感线圈的简化模型,反映了线圈存储磁场能量的能力。

对于线性电感,其两端的电压与电流的变化率成正比。当直流电流流过电感时,其两端的电压为零,因此电感对直流电流的电阻为零。

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