電感的基本概念
? ? ? ? 電感是閉合回路的一種屬性,是一個物理量。當線圈通過電流后,在線圈中形成磁場感應,感應磁場又會產生感應電流來抵制通過線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關系稱為電的感抗,也就是電感,以美國科學家約瑟夫·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電動勢效應的電路參數。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。高中物理對電感不做計算要求。
電感的作用
自感
當線圈中有電流通過時,線圈的周圍就會產生磁場。當線圈中電流發生變化時,其周圍的磁場也產生相應的變化,此變化的磁場可使線圈自身產生感應電動勢(感生電動勢)(電動勢用以表示有源元件理想電源的端電壓),這就是自感。
互感
兩個電感線圈相互靠近時,一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈,這種影響就是互感。互感的大小取決于電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
電感常見物理考題分析舉例
一般地,我們認為電流穩態時電感L的電阻很小,電流突然改變時電感表現出很強的阻抗性。
甲圖情況分析
當甲圖中電鍵突然閉合時,通過R的支路很快就有一個穩定的電流,因為L的作用,通過燈泡的電流是緩慢增加的;達到穩定態,維持某個電流數值保持不變。
燈泡的亮度是慢慢變亮的。
當甲圖中電鍵突然斷開,因為L的作用,形成一個以L為電源,L、燈泡、R串聯的回路,通過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
當乙圖中電鍵突然閉合時,通過R與燈泡的支路,很快就有一個穩定的電流,通過L的電流是緩慢增加的,不過達到穩態時,L中的電流要比另外支路大。
燈泡的亮度是突然變亮的。
當乙圖中電鍵突然斷開,因為L的作用,形成一個以L為電源,L、燈泡、R串聯的回路,通過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的原理進行工作的器件。線圈是由導線一圈靠一圈地繞在絕緣管上,導線彼此互相絕緣,而絕緣管可以是空心的,也可以包含鐵芯或磁粉芯。
當有電流流過一根導線時,就會在這根導線的周圍產生一定的電磁場,而這個電磁場的導線本身又會對處在這個電磁場范圍內的導線發生感應作用。對產生電磁場的導線本身發生的作用,叫做“自感“,即導線自己產生的變化電流產生變化磁場,這個磁場又進一步影響了導線中的電流;對處在這個電磁場范圍的其他導線產生的作用,叫做“互感“。
電感線圈的電特性和電容器相反,“通低頻,阻高頻“。
高頻信號通過電感線圈時會遇到很大的阻力,很難通過;而對低頻信號通過它時所呈現的阻力則比較小,即低頻信號可以較容易的通過它。電感線圈對直流電的電阻幾乎為零。
電阻,電容和電感,他們對于電路中電信號的流動都會呈現一定的阻力,這種阻力我們稱之為“阻抗”。電感線圈對電流信號所呈現的阻抗利用的是線圈的自感。電感線圈有時我們把它簡稱為“電感”或“線圈”,用字母“L”表示。
繞制電感線圈時,所繞的線圈的圈數我們一般把它稱為線圈的“匝數“。
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