电感

与电容器和电阻一样，电感也是无源元件。简单地，电感器是电导材料的扭转线或线圈。电感是电导体或电路的特性，与电流流动的变化相反。

具有电感特性的导体或电路元件称为电感器。当线圈或双绞线(电感器)中的电流发生变化时，它通过在自身和附近的导电材料中产生或诱导电动势(EMF)来反对这种变化。

电容是导体存储电荷的能力的量度。电场能量。相反，电导体的电感是其存储磁性电荷的能力I.。

电感器以磁场的形式存储能量。由于磁场与电流的流动相关联，电感与电流承载材料相关联。线圈的电感与线圈的匝数成比例。

塑料、木材和玻璃等双电材料的电感最小。但铁磁性物质(铁、铝镍钴、氧化铁铬)将具有高的电感。

电感的单位是亨利，微亨利，毫亨利等。它也可以用韦伯/安培来测量。Weber和Henry的关系是1H = 1 Wb/A。

要了解线圈的电感，我们应该了解Lenz法律，解释了我们EMF如何在电感中诱导。Lenz的定律指出，“由于磁通量的变化引起的诱导EMF的极性是这样的，产生电流，其磁场与产生它的磁通量的变化相反。

电感的另一个定义是“线圈中施加1伏特电压所产生的电磁力，正好等于1亨利或1安培/秒”。

换句话说，对于电压V1的1伏，电流的流速为1AMP / SEC，然后线圈的电感为L，测量1个亨利。这可以给出

di / dt（a / s）

这里di是电流变化量，单位是安培

DT表示用于当前更改所采取的时间（以秒为单位）。

给出电感器（线圈）中的感应电压

VL = -L di / dt（伏）

负号表示单位时间内线圈的反向电压(di /dt)。

它们是2种类型的电感，它们是2种

• 自感
• 互感

自感

电感或自感是载流导体的特性，当电流发生变化时，导体中会感应到电动势。

当交流电流经电感线圈时，线圈中的磁通量也会发生变化，从而产生感应电动势。这一过程称为“自感”，线圈产生的电感称为“自感”。

通过假设电流承载电路元件或N匝的电感线圈，可以理解自电感的概念。当电流流过线圈时，在线圈中产生磁场。

在这个磁场的作用下产生了磁通量。然后，线圈的自感是每单位电流的磁通连杆。当电感线圈拦截由电场引起的磁通量线时，线圈本身就会感应到自电动势。

换句话说，自电感装置，线圈反对当前的变化的能力。它在亨利测量。线圈的磁性或磁性影响线圈的自电感。

这是铁磁材料用于通过增加其中的磁通量来增加线圈的电感来增加线圈的电感的原因。

求线圈自感的表达式为

L = n Φ / i

其中n表示线圈中的转弯数

φ是磁通量

我是由于所产生的EMF导致的当前

L为亨利中的电感值。

自诱导的EMF和自感系数

我们知道流过电感器的电流用I表示，Φ为磁通量。它们都是成正比的。所以它可以表示为，我∝Φ。

电感器中的匝数也与线圈中的电流成正比。我们可以推导出电流和其中感应电动势之间的关系为

（dφ）/ dt = l（di）/ dt

电感值取决于线圈的几何形状。这就是所谓的“自感系数”。

e = - （dφ）/ dt

e = - L (di)/dt

我们可以根据需要使用高或低渗透材料和具有不同匝数的线圈来设计电感线圈。给出了电感器内部的磁通量为

Φ = B x A

这里B是磁通密度，a是线圈占据的区域。

长螺线管中的自感

如果我们考虑具有其横截面区域A和长度L的长空心螺线管，并且具有n匝数的长度L，则其磁场引起的电流I表示为

h = μ0(n。我)/ l

螺线管中的总通量为Nφ= Li。

将其替换在上面的等式中，

L = n Φ / i

l =（μ0n²a）/ l

L是亨利自感的地方

μ0为空气或中空空间的渗透率

n表示线圈中的匝数。I. I.电感器

A是螺线管的内横截面积

L是线圈的长度，单位是米。

这是长长的空心螺线管的自感。μ表示填充螺线管的材料的绝对渗透性。在这种情况下，我们计算了中空螺线管的自感，因此我们使用μ0。

为了具有高渗透性或产生高磁通量，我们将螺线管与铁磁物质填充，如软铁。

圆形线圈的自感

我们来求一个圆形电感器的自感系数。假设有一个圆线圈，截面面积a = π r2，圈数N。则磁通量为

b =μ0（n.i）/ 2r

圆导体的总通量为N Φ = LI。

将其替换在上面的等式中，

L = n Φ / i

l =（μ_0n²a）/ 2r

我们知道圈子的区域是a =πr²，所以还给出了圆形电感的自感

l =（μ0n²Πr）/ 2

影响自感的因素

观察到上述电感方程，我们可以说有4个因素影响线圈的自感，它们是

1. 线圈中的转数（n）
2. 电感线圈的面积（a）
3. 线圈长度（L）
4. 线圈的材料

• 转弯数量

线圈的电感将取决于线圈的匝数。线圈中的匝数或扭曲和电感彼此成比例。nα1

匝数越高，电感值越高。

降低匝数意味着降低电感值。

• 横截面面积

线圈的电感随着电感器的横截面积的增加而增加。Lαn.如果线圈的面积高，则会产生更多数量的磁通量线，这导致形成更多的磁通量。因此，电感会很高。

• 线圈长度

在较长线圈中感应的磁通量小于短圈中诱导的磁通量的磁通量。随着感应磁通量减小，线圈的电感也降低。因此，线圈的诱导与线圈的电感成反比。Lα1/ L.

• 线圈的材料

包裹线圈的材料的渗透率将对诱导的EMF和电感产生影响。具有高渗透性的材料可以产生低电感。

Lαμ0。

我们知道μ=μm

所以lα1/μr

自身电感的例子

考虑其中的空心芯（电感器），其具有600匝的铜线，当我们通过10安培的DC电流时，产生10毫巴的磁通量。现在让我们计算铜线线圈的自感。

为了找到线圈的电感，我们使用L和I之间的关系。

L = (n Φ)/ i

因此，N = 600转

φ= 10 mille weber = 0.001 WB。

我= 10安培

所以电感L =（600 x 0.01）/ 10

= 600毫克亨利

相互电感

由于其耦合或相邻线圈的电流变化而导致线圈中的EMF的现象称为“互感”。这里，两个线圈处于相同磁场的影响。

正如我们在自化概念中讨论的那样，由法拉第法律解释导致的EMF由法拉第的法律解释，Lenz的法律可以描述EMF的方向。

EMF的方向总是与磁场的变化相反。在第二线圈中感应的EMF是由于第一线圈的电流的变化。

可以给出在第二线圈中感应的EMF

EMF2 = - N2 A ΔB/Δt = - m (ΔI1)/Δt

其中M是互感，其是第二线圈中所产生的EMF与第一线圈中的电流变化之间的比例。

要了解互感的概念，请遵守上述图片。在那我们连接两个电感器缠绕在单个导体周围。让我们称为循环1和循环2.如果环1中的电流是变化的那么诱导磁通量。

当回路2拦截磁通量时，然后在没有任何电流直接流入第二线圈的情况下，将有一些EMF诱导。这被称为互感，这种现象称为“互感”。

相互诱导的EMF和互感系数

每当我们将2个线圈保持在当前变化的场中时，由于电流的流动将会产生EMF。随着环路中的电流变化，磁通量也变化。

在这种情况下，互感是一个矢量，因为它可能由于第一个线圈的电流而在第2个线圈中感应，或者由于第2个线圈产生的磁通量(B)而在第1个线圈中感应

当在电感器1中流动的电流变化时，将在其周围产生磁通量（根据Lenz的法律和法拉第的法律）。然后，将给出由于第一线圈中的电流引起的第二线圈中的相互诱导的EMF

M12 =（n2φ12）/ i1

M12是线圈2的互感在哪里

n是循环中的转弯数

Φ12是在线圈2中产生的磁通量

I1是循环1中的电流

以相同的方式，当我们改变电感器1中的电流流动时，磁通量会产生它。然后给出由于第二线圈中的电流引起的第1线圈中的相互诱导的EMF

M21 =（n2φ21）/ i2

M21是线圈1中的互感

n是循环中的转弯数

Φ21为线圈1中产生的磁通量

I2是环路2中的电流

我们需要记住的重要事项是M21 = M12 = M，而不管两个线圈的相对位置，尺寸和转弯次数。这被称为“互感系数”。

每个线圈的自电感的公式

μ l = (μ l = 0， μ l = N1²a）/ l和l2 =（μ0μRn2²a）/ l

从上述等式中，我们可以编写M2 = L1 L2。这是每个线圈的自电感与互感之间的关系。

它也可以写作m =√（l1 l2）亨利。上述等式代表了不泄漏通量的理想条件。但实际上，由于线圈的位置和几何形状，总有一些磁通泄漏。

磁力耦合系数或磁力耦合系数

两个线圈之间的感应耦合量用“耦合系数”表示。耦合系数的值小于1且总是大于0，即在0到1之间。这个用k表示。

耦合系数的推导

考虑分别具有N1和N2转动的长度L1和L2的两个电感线圈。线圈1和2中的电流是I1和I2。假设由于电流I1引起的第二线圈中产生的磁通量是φ21。然后将给出互感为m =n1φ21/ i1

φ21可以描述为与第二线圈连接的磁通φ1的一部分。IE。φ21=k1φ1

... m = n1（k1φ1）/ i1。。。。。。。。。。 (1)

类似地，由于电流I2引起的第一线圈中产生的磁通量是φ12。然后将给出互感为m =n2φ12/ i2

φ21可以描述为与第二线圈连接的磁通φ1的一部分。IE。φ12= k2φ2

... m = n2（k2φ2）/ i2。。。。。。。。。。 (2)

乘以等式（1）和（2），我们得到

M2 = K1 k2 [n（1φ1）/ i_1]。[n（2φ2）/ i2]

现在我们知道线圈1的自感是L1 =N1φ1/ I1

线圈1的自感为L2 = N2 Φ2 / i2

以上述等式代替L1和L2

M2 = (k1 k2) x (L1 L2)

... m =√（k1 k2）x√（l1 l2）

让k =√（k1k2）

... m = k√（l1l2）

其中k是耦合系数

K = m /(√(l1 l2)))

我们可以用磁耦合系数来描述两个线圈的磁耦合。当一个线圈的磁通量与另一个线圈完全连接时，耦合系数就会很高。

耦合系数的最大范围为1，而最小为0.当耦合系数的值为1时，线圈被称为“完美耦合线圈”。如果值为0，则线圈称为“松散耦合线圈”。

笔记

K值永远不会是负数或小数。

铁芯耦合电路的耦合系数是k = 0.99

铁芯耦合电路的耦合系数是k = 0.4至0.7

自感和互感概述

• “电感”是扭曲线圈在用电压施加电压时体验磁力的现象。电感器以磁场的形式存储能量。它在亨利测量。
• 电感中的诱导可以由Lenz的法律和法拉第法律解释。Lenz的法律指出，“诱导的EMF是在当前方向产生的反对导致产生EMF的助焊剂”。
• 它们是2种类型的电感，它们是2种

1. 自感
2. 互感

• 自感量的定义:线圈的自感量是当它置于变电流电路中时，在土壤中感应到的电动势。这种自感现象称为“自感”。表示为L L = N Φ /I
• 长螺线管的自感是L =（μ0n²a）/ l
• 圆铁芯自感为L = (μ0 N²Πr）/ 2
• 自电感将取决于线圈（n），电感线圈（a）的面积，线圈（L）的长度，线圈的材料。
• 相互诱导的定义：由于其耦合线圈电流变化而导致线圈中的EMF的现象称为“互感”。m =√（l1 l2）
• 耦合系数定义:两个线圈之间的感应耦合量用“耦合系数”表示。
• 耦合系数的值小于1且始终大于0。这个用k表示。K = m /(√(l1 l2)))