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电感器感抗及阻碍变化的电流特性分析

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:举例:在图3-4所示的电路中,交流信号的频率为50Hz,电感器的电感量为200mH,那么电感器对交流信号的感抗为XL=2πfL=Ω=62.8Ω图3-4 感抗计算例图2.电感器“阻碍变化的电流”性质当变化的电流流过电感器时,电感器会产生自感电动势来阻碍变化的电流。

电感器感抗及阻碍变化的电流特性分析

电感器的主要性质有“通直阻交”和“阻碍变化的电流”。

1.电感器“通直阻交”性质

电感器的“通直阻交”是指电感器对通过的直流信号阻碍很小,直流信号可以很容易通过电感器,而交流信号通过时会受到较大的阻碍。

电感器对通过的交流信号有较大的阻碍,这种阻碍称为感抗,感抗用XL表示,感抗的单位是欧姆(Ω)。电感器的感抗大小与自身的电感量和交流信号的频率有关,感抗大小可以用以下公式计算:

XL=2πfL

式中,XL表示感抗(Ω);f表示交流信号的频率(Hz);L表示电感器的电感量(H)。

由上式可以看出,交流信号的频率越高,电感器对交流信号的感抗越大;电感器的电感量越大,对交流信号感抗也越大。

举例:在图3-4所示的电路中,交流信号的频率为50Hz,电感器的电感量为200mH,那么电感器对交流信号的感抗为

XL=2πfL=(2×3.14×50×200×10-3)Ω=62.8Ω

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图3-4 感抗计算例图

2.电感器“阻碍变化的电流”性质(www.xing528.com)

当变化的电流流过电感器时,电感器会产生自感电动势来阻碍变化的电流。下面以图3-5所示的两个电路来说明电感器这个性质。

在图3-5a中,当开关S闭合时,会发现灯泡不是马上亮起来,而是慢慢亮起来。这是因为当开关闭合后,有电流流过电感器,这是一个增大的电流(从无到有),电感器马上产生自感电动势来阻碍电流增大,其极性是A正B负,该电动势使A点电位上升,电流从A点流入较困难,也就是说电感器产生的这种电动势对电流有阻碍作用。由于电感器产生A正B负自感电动势的阻碍,流过电感器的电流不能一下子增大,而是慢慢增大,所以灯泡慢慢变亮,当电流不再增大(即电流大小恒定)时,电感器上的电动势消失,灯泡亮度也就不变了。

如果将开关S断开,如图3-5b所示,会发现灯泡不是马上熄灭,而是慢慢暗下来。这是因为当开关断开后,流过电感器的电流突然变为0,也就是说流过电感器的电流突然变小(从有到无),电感器马上产生A负B正的自感电动势,由于电感器、灯泡和电阻器R连接成闭合回路,电感器的自感电动势会产生电流流过灯泡,电流方向是:电感器B正→灯泡→电阻器R→电感器A负,开关断开后,该电流维持灯泡继续发光,随着电感器上的电动势逐渐降低,流过灯泡的电流慢慢减小,灯泡也就慢慢变暗。

从上面的电路分析可知,只要流过电感器的电流发生变化(不管是增大还是减小),电感器都会产生自感电动势,电动势的方向总是阻碍电流的变化。

电感器这个性质非常重要,在以后的电路分析中经常要用到该性质。为了让大家能更透彻理解电感器这个性质,再来看图3-6中两个例子。

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图3-5 电感器“阻碍变化的电流”说明图

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图3-6 电感器性质解释图

在图3-6a中,流过电感器的电流是逐渐增大的,电感器会产生A正B负的电动势阻碍电流增大(可理解为A点为正,A点电位升高,电流通过较困难);在图3-6b中,流过电感器的电流是逐渐减小的,电感器会产生A负B正的电动势阻碍电流减小(可理解为A点为负时,A点电位低,吸引电流流过来,阻碍它减小)。

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