本文主要用于高中物理对于电感器的理解

电感是什么?

电感的英文缩写是:L (Inductance)

电感的国际标准单位是: H(亨利),mH(毫亨),uH(微亨),nH(纳亨)

电感L的大小和自身的形状,匝数,长度有关,和有无铁心有关

换算关系:

$$ 1H=1\times 10^{3}mH=1\times 10^{6}\mu H $$

电感器的特性:阻碍电流的变化、通直流隔交流

电感是一种电子元器件。

它主要由线圈、铁心、屏蔽罩组成,利用法拉第的电磁感应原理制成。

电感的作用是什么?

电感的主要作用对电流起阻碍作用

怎么理解对电流的阻碍作用?

如图电路

  • 当开关由断开到闭合时向右通过电感L的电流变大,电感L会产生一个向左的自感电动势来阻碍电流的变化
  • 当开关由闭合到断开时向右通过电感L的电流变小,电感L会产生一个向右的自感电动势来阻碍电流的变化

具体应用

如图电路,电感的电阻等于灯泡的电阻,当开关由断开到闭合时灯泡瞬间点亮,并且变暗一点。当开关由闭合到断开时,灯泡逐渐熄灭

分析,

  • 当开关由断开到闭合时,向右通过L的电流增大,L自感出向左的自感电动势,产生向左的感应电流,与电源的电流叠加通过灯泡,待通过L的电流稳定之后,L无法自感出向左的电流,通过灯泡的电流来自电源相对之前电流变小,亮度变暗一点点
  • 当开关由闭合到断开时,向右通过L的电流变小,L感应出向右的电流与上面的灯泡形成闭合回路,L的自感电动势在S断开的瞬间很大(极短的时间内电流的变化很大),产生较大的电流,在这之后电流慢慢变小(电流的变化量减小),使灯泡逐渐熄灭

$$ E=L\frac{\Delta I}{\Delta t} $$

自感电动势是怎么产生的?

因为老师没讲我自己推导出来的

  1. 根据安倍定则可判断出一根导线能产生如图所示的磁场那么导线绕成的线圈同理,由无数个小磁场等效成一个大磁场,符合右手螺旋定则那么在没有电流经过线圈的时候,线圈的磁通量为零,当电源接通电流激发出的磁场导致线圈的磁通量增加,那么根据楞次定律可知线圈会感应出一个与原磁场方向相反的磁场来阻碍磁通量的改变,是什么产生出来与原磁场相反的磁场,根据法拉第电磁感应定律是磁通量的变化导致产生了感应电动势(自感电动势),也就是反向电流。
  2. 如图是线圈的俯视图的上半部分,I1=I2=I3即电流相等,电流都是向右的根据安倍定则可知导线上端的磁场方向是垂直纸面向外的,导线下端是垂直纸面向内的。区域一I1和I2产生出的X和.是一样多的I3的·辐射到区域一导致区域一对于I1来说X变少了,区域一的上方·变多了,根据楞次定律可知I1要感应出向左的电流来阻碍这种变化,同理可得其他
  3. 根据安倍定则可知导线上端的磁场方向是垂直纸面向外的,导线下端是垂直纸面向内的。

    楞次定律可判断出红色的电流,搬到线圈上即产生相反的电流

最后修改:2022 年 12 月 17 日
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