电感器和电容器、电阻器是组成电路的三种基本元器件。将一些绝缘导线(如漆包线、纱包线等)一圈接一圈地缠绕在铅笔或圆柱形物体上,然后把铅笔抽出来,就得到了最简单的电感器,因此电感也称为电感线圈,如图3-29所示。
图3-29电感线圈
线圈统称电感线圈,也称电感器,简称电感。电感这个名词和电阻、电容一样包含了双重含义,一方面表示电感元器件,另一方面表示电感器的一个电气参数。
电感器的种类繁多,按照有无磁心可分为空心电感线圈和铁心电感线圈两大类。空心电感线圈中不另加介质材料,铁心电感线圈中有铁心或磁心。电感器在电路中统一用“L”表示。常见电感器的外形及图形符号如图3-30 和图3-31所示。
图3-30 常见电感器
图3-31 常见电感器的图形符号
感应电流产生的磁通称为自感磁通。当同一电流通入结构不同的线圈时,产生的自感磁通量是不相同的。为了衡量不同线圈产生自感磁通的能力,引入自感系数这一物理量,自感系数简称电感,用L表示,它在数值上等于一个线圈中通过单位电流产生的自感磁通。即
(3-14)
式中,L一自感系数,单位为H(亨);
N—电感线圈的匝数,单位为匝;
Φ—每匝线圈中磁通,单位为Wb(韦伯);
I一导体中电流的大小,单位为A(安培)。
电感L的单位是亨利,用H表示。实际应用中亨利太大,常采用较小的单位,如mH(毫亨)和μH(微亨)。
1H= 103mH≈106μH
自感现象是电磁感应现象的一种特殊情况,它必然遵从法拉第电磁感应定律。将NΦ=LI代入,可得自感电动势的计算公式为
(3-15)
式中,—为电流变化率,表示单位时间内电感线圈中电流的变化量,即自感电动势与电感线圈中电流的变化率成正比。
式(3-15)中的负号表示自感电动势的方向总是企图阻碍原电流的变化,即原电流减小,线圈中就会产生与原电流同向的感应电流阻碍其减小;原电流增大,线圈中就会产生与原电流反向的感应电流阻碍其增大,也可以总结为“增反减同”。
知识点词条:认识自感