![]() |
第五节
|
一、电感的定义
在电路中,当电流流过导体时,会产生电磁场, 电磁场的大小除以电流的大小就是电感,电感器(电感线圈)和变压器、电动机均是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,电感也是电子电路中常用的元器件之一。电感线圈与符号如图1-23所示,变压器与符号如图1-24所示。

图1-23 电感线圈与符号

图1-24 变压器与符号
电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过。 通入线圈的电流越大,磁场就越强, 通过线圈的磁通量就越大。实验证明,通过线圈的磁通量和流入的电流是成正比的,它们的比值叫做自感系数,也叫做电感。如果通过线圈的磁通量用φ表示,电流用I表示,电感用L表示,那么L=φ/I,电感的单位是亨( H )。
二、电感的特性
电感的特性与电容的特性正好相反,它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。电感的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等。另外,人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等。
在电路中电流发生变化时能产生电动势的性质称为电感,电感又分为自感和互感。
(1)自感 当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。
(2)互感 两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。
利用电感的特性制造出电感器在电路中对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路,而制造出变压器起到隔离或改变电压作用,制造电动机做设备的动力。
三、感抗的定义
交流电也可以通过线圈,但是线圈的电感对交流电有阻碍作用,这个阻碍叫做感抗。交流电越难以通过线圈,说明电感量越大,电感的阻碍作用就越大;交流电的频率高,也难以通过线圈,电感的阻碍作用也大。实验证明, 感抗和电感成正比,和频率也成正比,即频率越高感抗越大。 如果感抗用 χ L 表示,电感用 L 表示,频率用 f 表示,则:
χ L =2 π fL
四、电感在电路中的应用
人们利用电感的特性,制造了阻流圈,在电容补偿电路中,为了防止因为电路产生谐振频率对电容器的破坏作用,在电容器组的电路中串接一个电感线圈,如图1-25(a)所示,就是利用感抗与频率呈正比的关系阻止电容器电流因为谐振频率的增大而增大造成电容器的损坏。灯具中使用的镇流器也是一个电感元件,它是利用电流突变、镇流器自感电压升高,使日光灯点亮,如图1-25(b)所示。

图1-25 电感线圈在电路中的应用