电感元件及其作用

电感元件是实际电感线圈的理想化模型。通过物理知识可知，当电感线圈中通入电流i(t)时，线圈中产生磁场，磁场在线圈截面上的通量叫作磁通量，用字母Φ表示，单位为韦伯（Wb）。若线圈有N匝，每匝线圈磁场相互交链，则磁链为

显然，磁链Ψ是电流i(t)的函数。当元件周围的媒质为非铁磁物质的时候，磁链Ψ与电流i(t)成正比例关系。这一关系可表示为

式中L为正值常数，它是用来度量特性曲线斜率的，称为电感或自感。在国际单位制中，L的单位为亨利（H），磁链的单位为韦伯（Wb）。这种把电能转换成磁场能的理想元件称为电感元件。由于线圈中磁链Ψ与流过它的电流i(t)的关系（韦安特性）是线性的，故称这种电感元件为线性电感元件，其符号如图2 - 10所示。

理想的电感线圈中通入直流电流，线圈中就产生不随时间变化的稳恒磁场，由于它不会再在线圈中感应出电压来，因此线圈两端电压为零。但是，当电感线圈中通入交变电流时，线圈中就会出现交变的磁链，而交变的磁链又会在线圈两端感应出电压，即

图2-10　电感元件的符号

(www.xing528.com)

将ψ与i的关系代入上式，并考虑到线性电感的电感量L不随时间变化，得：

此式就是电感元件的伏安特性关系，也就是电感元件电流、电压的瞬时关系表达式，在电流、电压参考方向一致时使用。在非关联参考方向下，那么在公式前必须加一个负号，即

当然，电感元件的伏安特性表达式也可以写成积分的形式：

如果t=0时刻为初始时刻，则

此表达式说明：电感元件在某个时刻的电流的大小不仅和这个时刻的电压有关，还跟之前每时每刻的电压有关。因此通常称电感元件为记忆元件或动态元件。