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电工基础知识:电感元件是什么,一文详解

王曾 发布于2023-04-26 11:58 86 5 标签:电工基础,电工,电感元件

今天要给大家讲讲关于电感元件的知识,它也就是我们实际生活中的电感线圈,如图5-1所示,就是一些常见的线圈。

 

5-1

电感元件:是电感线圈在电路中的理想二端元件,电感线圈其实就是用导线或纱包线等一圈靠一圈地绕制在绝缘管或铁芯上,同时每一圈又彼此绝缘的一种器件。

如下图5-2所示,电感元件在电路中的图形符号是由几个弧形组成,用字母L表示,其电感的国际单位是亨利(H,简称亨,常用的单位还有毫亨(mH)、微亨(uH)。

 

5-2

我们知道,电与磁总是相伴相随的。根据安培定则,电流的存在会激发磁场,两者的方向遵守右手螺旋关系,当电流i不变的时候,磁场的磁感应强度(B)也不变;当电流的发生变化时,显然它激发的磁场也会发生相应的变化。根据电磁感应定律,磁场的变化会让处在磁场中的导线产生感应电动势,这个感应电动势其实就是电感元件两端的压降。在直流电路中电感线圈理想状态下可以当作导线不会产生压降就是这个道理。

 

5-3

电感:表示一个线圈通过单位电流所产生的磁链,如图5-3所示,它是反应线圈电磁特性的参数,即Ψ==LIL=Ψ/I。当给线圈通过单位电流,也就是I等于1时,此时磁通是磁力线在一匝线圈中的通量,所以电感就是磁力线在N匝线圈中的通量。随着电流I的增大,电感L不变,磁链Ψ变大。

前文提到,磁场的变化会让处在磁场中的导线产生感应电动势,也就是说线圈电流的变化使得线圈产生了感应电动势,那么这个感应电动势的方向是怎样的呢?请看下图5-4

 

5-4

根据楞次定律,感应电动势的感应电流所产生的磁通总会阻止原磁通的变化。也就是说,如果原磁通在增大,如上图5-4示例,那么根据右手螺旋关系,感应电流产生的磁通方向(拇指方向)向上,与原磁通方向相反;反之,如果原磁通在减小,那么感应电流产生的磁通与原磁通方向相同,例如当图5-4中的导线l向左移动时,大家可以思考一下感应电流和它的磁通方向是怎样的。

在线圈中,原磁通是由流经线圈的交流电流产生的,所以电流的变化直接导致原磁通的变化,而感应电动势的大小与原磁通的变化率成正比。也就是说,感应电动势的大小与线圈的电感L、电流的变化率Δi/Δt成正比,结合前文提到的Ψ=LiU=△Ψ/△t=△i/△t,其方向根据楞次定律判断。

电感元件和电容元件一样,都是储能元件。只不过不同的是电容元件存储的是电场能量,而电感元件存储的是磁场能量。有关电感元件的储能,大家可以再做一些了解,希望大家认真学习,在这里不多加进行探讨。(技成培训原创,作者:杨思慧,未经授权不得转载,违者必究!)

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