电感元件及其自感应特性

3.2.1　电感定义

1.9 电感及容量

在任何导线或线圈中流过电流时，其周围都会产生磁场，线圈中的电流发生变化时，线圈周围的磁场也做相应的变化，变动的磁场可使线圈自身产生电动势，这就是自感作用。能够产生自感作用的元件称为电感元件。

由电磁感应定律和楞次定律可知电感元件两端的电压与电流关系为

式中，L为电感，是表示自感应特性的一个物理量。电感的单位为亨利（H），常用单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），其换算关系为

1H＝103mH＝106μH

通常电感元件由线圈组成，能够存储和释放磁场能量，又称为电感线圈，简称线圈。电感线圈一般用漆包线、纱包线或祼导线一圈圈地绕在绝缘管上或铁芯上，其图形符号如图1－30所示。

为了叙述方便，我们把电感元件简称为电感，所以“电感”这个术语及它的符号L，一方面表示一个电感元件，另一方面也表示这个元件的参数。

生活中常见的电动机、发电机、变压器等电气设备中的绕组就是电感元件；另外，收音机、电视机等电子产品中也都有电感线圈。常用的电感元件如图1－31所示。

1.10 电感的种类

图1－30　电感元件

图1－31　常用的电感元件

3.2.2　电感的连接

1.电感的串联

图1－32所示为两个电感串联电路。

电压u加在串联的两个电感上，整个电路的电流均为i，每个电感上的电压分别为u1和u2，如图1－32（a）所示，则

图1－32　两个电感串联电路

（a）串联电路；（b）等效电路

串联电路的总电压为

由图1－32（b）可知等效电感的电压与电流的关系为

综上所述，等效条件为(www.xing528.com)

即，电感串联与电阻串联类似，其等效电感等于各串联电感之和。

各电感的电压之比为

即，电感串联时，各电感两端的电压与其电感成正比。

各电感的分电压与总电压的关系为

2.电感的并联

图1－33所示为两个电感并联电路。

图1－33　两个电感并联电路

（a）并联电路；（b）等效电路

由，可知

并联的电感两端电压相等，每个电感的电流分别为i1和i2，即

并联电路的总电流为

由图1－33（b）可知等效电感的电压与电流的关系为

综上所述，等效条件为

即，电感并联与电阻并联类似，其等效电感的倒数等于各个电感倒数之和。

各电感的电流之比为

即，电感并联时，各电感电流分配与电感成反比。

并联电路具有分流作用，各电感的分电流与总电流的关系为

本书中讨论的是电感之间的磁场无相互作用时串联和并联的等效公式，如果电感的磁场之间存在耦合，那么总电感的表达式会稍微复杂一些。