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电感元件及其性质分析

【摘要】:电感元件是实际电感器的理想化模型。理想电感器只具有储存磁场能的性质,在电路分析中,用电感元件来表示这种电磁性质,电感元件简称电感。图1.3.4电感元件如果电流i的参考方向与磁链Ψ的参考方向之间符合右手螺旋法则,称i与Ψ参考方向关联,如图1.3.4所示。两者之间满足关系式式中,比例系数L称为电感元件的电感量,简称电感。它既表示电感元件,又表示元件的参数。③流过电感元件的电流不能跃变,即电感的电流是连续的。

电感元件是实际电感器的理想化模型。简单的电感器是由电阻很小的金属导线绕制而成的,也称电感线圈。线圈通过电流时,在线圈中产生磁通,磁通与每一匝线圈交链,称为线圈的磁通链数,简称磁链。理想电感器只具有储存磁场能的性质,在电路分析中,用电感元件来表示这种电磁性质,电感元件简称电感。其电路模型如图1.3.4(b)所示。

图1.3.4 电感元件

如果电流i的参考方向与磁链Ψ的参考方向之间符合右手螺旋法则,称i与Ψ参考方向关联,如图1.3.4(a)所示。此时,两者成正比关系,称为韦-安特性,如图1.3.4(c)所示。两者之间满足关系式

式中,比例系数L称为电感元件的电感量,简称电感。它既表示电感元件,又表示元件的参数。若L为常数,称该电感为线性非时变电感。本书只讨论线性非时变电感。

电感的SI单位是亨[利](H),在实际中常以毫亨(mH)、微亨(μH)为单位。它们之间的换算关系为

当通过电感的电流变化时,电感两端会出现感应电压,这个感应电压等于磁链的变化率。在电感的电压与电流参考方向关联时,有

式(1.3.7)为电感的电压、电流关系式。该式表明:

①只有当电流变化时,电感两端才会有电压。

②电流变化越快,电压越大。

③流过电感元件的电流不能跃变,即电感的电流是连续的。因为如果电流跃变无穷大,u也为无穷大,这是不可能的。

在电压和电流参考方向关联时,电感t时刻的功率

t时刻电感储存的磁场能为

可知,某一时刻电感的储能仅与该时刻电流值有关。