FQA70N15自感電感的單位

自感前面已經(jīng)闡述,通電直導(dǎo)線或線圈的周圍都會產(chǎn)生磁場。然而,在其內(nèi)部流動的電流發(fā)生變化時,周圍的磁場也將發(fā)生變化。由于磁場的變化,將在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這一電壓不是由外界磁場變化引起的,而是由于直導(dǎo)線或線圈本身的電流變化引起的,因此我們稱這一感應(yīng)電壓為自感電壓。而產(chǎn)生自感電壓的這一過程被稱為自感現(xiàn)象。

[實驗七] 將一個300匝的線圈套人一個U形鐵心,并通過一塊軛鐵把鐵心的磁路閉合。實驗電路如圖2.8-8所示。將線圈與一個額定值4.5Ⅴ的燈泡串聯(lián);再用一個可變電阻并和一個額定值4.5v的燈泡串聯(lián),然后,將這兩個串聯(lián)支路并聯(lián),再通過一個開關(guān)與直流電源聯(lián)接。將開關(guān)接通后,先通過可變電阻把兩個燈泡

的亮度調(diào)整到一樣大,再將開關(guān)斷開。

閉合開關(guān),注意觀察兩個燈泡被點亮的先后次序。然后,再分別用600匝、1200匝的線圈替換300匝  圖2.8-8 線圈自感實驗電路匝的線圈,并重復(fù)上述實驗。

結(jié)果;在開關(guān)接通后,與線圈串聯(lián)的燈泡要比與電阻串聯(lián)的燈泡延遲一段時間才被點亮。并且其延遲時間隨線圈匝數(shù)的增加而增加。

這說明:在開關(guān)閉合后,線圈與燈泡的串聯(lián)支路中有一個從0開始增大的電流變化趨勢,此時在線圈中產(chǎn)生了自感電壓,并且這――電壓逐漸減小�？梢�:自感電壓是由于自身電流的變化產(chǎn)生的。由于自感電壓的方向與電源電壓相反,所以線圈中的電流緩慢地上升;而可變電阻與燈泡的串聯(lián)支路則不發(fā)生上述現(xiàn)象。因此,我們看到了與線圈串聯(lián)的燈泡被延遲點亮的現(xiàn)象。

另外,匝數(shù)對延遲時間的影響則說明:匝數(shù)越多產(chǎn)生的自感電壓越大。

[實驗八] 將實驗七中的U形鐵心去掉,重復(fù)實驗七的過程。

結(jié)果:與線圈串聯(lián)的燈泡被點亮的延遲時間縮短。

這一現(xiàn)象說明:鐵心材料也影響著自感電壓的大小。

因此,自感電壓的大小我們可以用下面公式表示:

式中:ΔJ一工電流變化量;

ΔT一電流變化所需要的時間;

L――自感系數(shù)。

我們用自感系數(shù)表示上述實驗中提到的線圈匝數(shù)、鐵心材料等因素。實際上線圈上磁通變化量還與線圈的截面積A、平均磁力線長度J有關(guān),可以用下面公式表示:

從上述公式可以看出:在一個線圈的尺寸、匝數(shù)確定以后,自感系數(shù)是一個常數(shù)。我們把這一常數(shù)也稱為電感iD如果線圈中不插人鐵心,那么自感系數(shù)與電流的大小無關(guān),我們稱之為線性電感。如果線圈中插人鐵心,或者線圈靠近鐵磁材料,那么其自感系數(shù)的大小將隨著電流的變化而變化。我們稱這種電感為非線性電感。在本書中我們只對線性電感的特性進行討論。