電感的基本概念
? ? ? ? 電感是閉合回路的一種屬性,是一個(gè)物理量。當(dāng)線圈通過(guò)電流后,在線圈中形成磁場(chǎng)感應(yīng),感應(yīng)磁場(chǎng)又會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來(lái)抵制通過(guò)線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關(guān)系稱為電的感抗,也就是電感,以美國(guó)科學(xué)家約瑟夫·亨利命名。
電感是描述由于線圈電流變化,在本線圈中或在另一線圈中引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)的電路參數(shù)。電感是自感和互感的總稱。提供電感的器件稱為電感器。
電感用L表示,單位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(μH),1H=10^3mH=10^6μH。高中物理對(duì)電感不做計(jì)算要求。
電感的作用
自感
當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí),線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí),其周圍的磁場(chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,此變化的磁場(chǎng)可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(感生電動(dòng)勢(shì))(電動(dòng)勢(shì)用以表示有源元件理想電源的端電壓),這就是自感。
互感
兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí),一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈,這種影響就是互感?;ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
電感常見(jiàn)物理考題分析舉例
一般地,我們認(rèn)為電流穩(wěn)態(tài)時(shí)電感L的電阻很小,電流突然改變時(shí)電感表現(xiàn)出很強(qiáng)的阻抗性。
甲圖情況分析
當(dāng)甲圖中電鍵突然閉合時(shí),通過(guò)R的支路很快就有一個(gè)穩(wěn)定的電流,因?yàn)長(zhǎng)的作用,通過(guò)燈泡的電流是緩慢增加的;達(dá)到穩(wěn)定態(tài),維持某個(gè)電流數(shù)值保持不變。
燈泡的亮度是慢慢變亮的。
當(dāng)甲圖中電鍵突然斷開(kāi),因?yàn)長(zhǎng)的作用,形成一個(gè)以L為電源,L、燈泡、R串聯(lián)的回路,通過(guò)燈泡的電流是緩慢減小的,直到最終熄滅。
燈泡的亮度是慢慢減弱的。
乙圖情況分析
當(dāng)乙圖中電鍵突然閉合時(shí),通過(guò)R與燈泡的支路,很快就有一個(gè)穩(wěn)定的電流,通過(guò)L的電流是緩慢增加的,不過(guò)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),L中的電流要比另外支路大。
燈泡的亮度是突然變亮的。
當(dāng)乙圖中電鍵突然斷開(kāi),因?yàn)長(zhǎng)的作用,形成一個(gè)以L為電源,L、燈泡、R串聯(lián)的回路,通過(guò)燈泡的電流是緩慢減小的,直到最終熄滅;
相比于甲圖,起始的電流更大些,因此電燈泡是先閃亮一下,而后逐步減弱的。
電感線圈
電感線圈是利用電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的器件。線圈是由導(dǎo)線一圈靠一圈地繞在絕緣管上,導(dǎo)線彼此互相絕緣,而絕緣管可以是空心的,也可以包含鐵芯或磁粉芯。
當(dāng)有電流流過(guò)一根導(dǎo)線時(shí),就會(huì)在這根導(dǎo)線的周圍產(chǎn)生一定的電磁場(chǎng),而這個(gè)電磁場(chǎng)的導(dǎo)線本身又會(huì)對(duì)處在這個(gè)電磁場(chǎng)范圍內(nèi)的導(dǎo)線發(fā)生感應(yīng)作用。對(duì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的導(dǎo)線本身發(fā)生的作用,叫做“自感“,即導(dǎo)線自己產(chǎn)生的變化電流產(chǎn)生變化磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)又進(jìn)一步影響了導(dǎo)線中的電流;對(duì)處在這個(gè)電磁場(chǎng)范圍的其他導(dǎo)線產(chǎn)生的作用,叫做“互感“。
電感線圈的電特性和電容器相反,“通低頻,阻高頻“。
高頻信號(hào)通過(guò)電感線圈時(shí)會(huì)遇到很大的阻力,很難通過(guò);而對(duì)低頻信號(hào)通過(guò)它時(shí)所呈現(xiàn)的阻力則比較小,即低頻信號(hào)可以較容易的通過(guò)它。電感線圈對(duì)直流電的電阻幾乎為零。
電阻,電容和電感,他們對(duì)于電路中電信號(hào)的流動(dòng)都會(huì)呈現(xiàn)一定的阻力,這種阻力我們稱之為“阻抗”。電感線圈對(duì)電流信號(hào)所呈現(xiàn)的阻抗利用的是線圈的自感。電感線圈有時(shí)我們把它簡(jiǎn)稱為“電感”或“線圈”,用字母“L”表示。
繞制電感線圈時(shí),所繞的線圈的圈數(shù)我們一般把它稱為線圈的“匝數(shù)“。
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評(píng)論