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19

2022

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電感的作用和原理

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電感的作用:
電生磁、磁生電,兩者相輔相成,總是隨同顯示。電感當(dāng)一根導(dǎo)線中擁有恒定電流流過時,總會在導(dǎo)線四周激起恒定的磁場。當(dāng)把這根導(dǎo)線都彎曲成為螺旋線圈時,應(yīng)用電磁感應(yīng)定律,就能斷定,螺旋線圈中發(fā)生了磁場。將這個螺旋線圈放在某個電流回路中,當(dāng)這個回路中的直流電變化時(如從小到大或許相反),電感中的磁場也應(yīng)該會發(fā)生變化,變化的磁場會帶來變化的“新電流”,由電磁感應(yīng)定律,這個“新電流”一定和原來的直流電方向相反,從而在短時刻內(nèi)關(guān)于直流電的變化構(gòu)成一定的抵抗力。只是,一旦變化完成,電流穩(wěn)固上去,磁場也不再變化,便不再有任何障礙發(fā)生。 
從上面的過程來看,電感器的核心作用是阻止電流的變化。比如電流由小到大過程中,電感器都存在一種“滯后”作用,它能在一定時間內(nèi)抵御這種變化。從另一個角度來說,正因為電感器擁有儲存一定能量的作用,因此它才能在變化來臨時試圖維持原狀,但需要說明的是,當(dāng)能量耗盡后,則只能隨波逐流。
電感的“通直阻交”特性,讓其在電路中能夠發(fā)揮巨大的作用。在板卡中,電感多被用在儲能、濾波、延遲和振蕩等幾個方面,是保障板卡穩(wěn)定、安全運(yùn)行的重要元件。
電感的原理:
電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時,在導(dǎo)線的內(nèi)部周圍產(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。
當(dāng)電感中通過直流電流時,其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線,不隨時間而變化;可是當(dāng)在線圈中通過交流電流時,其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律---磁生電來分析,變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢相當(dāng)于一個“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時,此感應(yīng)電勢就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止磁力線的變化的。磁力線變化來源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”,通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間,會發(fā)生火花,這自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢所造成的。
總之,當(dāng)電感線圈接到交流電源上時,線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著,致使線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢
,稱為“自感電動勢”。
由此可見,電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個參量,它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。