互感现象及其在电气技术中的应用

在交流电路中，如果一个线圈附近还有另一个线圈，当其中一个线圈中的电流变化时，不仅在本线圈中产生感应电压，而且在另一个线圈中也会产生感应电压，这种现象称为互感现象或耦合，由此产生的感应电压称为互感电压。这样的两个线圈称为互感线圈。

在图8－1所示耦合线圈中，当线圈1中通电流i1时，不仅在线圈1中产生磁通Φ11，同时，有部分磁通Φ21穿过邻近线圈2。同理，若在线圈2中通电流i2时，不仅在线圈2中产生磁通Φ22，同时，有部分磁通Φ12穿过线圈1。Φ12和Φ21称为互感磁通。假设线圈1为N1匝，线圈2为N2匝，若穿过线圈每一匝的磁通都相等，则自感磁链Ψ11、Ψ22与自感磁通Φ11、Φ22，互感磁链Ψ12、Ψ21与互感磁通Φ12、Φ21之间有以下关系，即

在这里，互感磁通下标表示含义如下：第一个下标编号代表该量所在线圈的编号，第二个下标编号代表产生该量线圈的编号，如Φ12表示由线圈2产生的穿过线圈1的磁通。

图8－1　耦合线圈示意图

互感现象在电工技术中应用非常广泛，如电力变压器、电流互感器、电压互感器等都是根据互感原理制成的。

图8－1所示线圈中电流产生的磁通与电流成正比，当匝数一定时，磁链也与电流大小成正比，电流的参考方向和磁通的参考方向满足右手螺旋定则，可以得到

设比例系数为M，M称为互感系数，简称互感。在国际单位制中，互感M同自感L的单位相同，为亨（H），常用单位还有毫亨（mH）和微亨（μH）。(www.xing528.com)

由上面分析，有

类似于自感系数的定义，互感系数的定义为

理论和实验证明，M＝M21＝M12。

需要指出以下几点。

（1）互感的大小反映了一个线圈在另一个线圈中产生磁链的能力。

（2）M值与线圈的形状、几何位置、空间介质有关，与线圈中的电流无关。

（3）自感系数L总为正值，互感系数M的值有正有负。M为正值表示自感磁链与互感磁链方向一致，互感起增助作用，M为负值表示自感磁链与互感磁链方向相反，互感起削弱作用。