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线圈通电后会短路吗?为什么?

2019-08-25  大隆龙

线圈通电后会不会短路取决于电源,而把线圈拉直后一定会短路,前提是把线圈直接与电源正负极相接。

我们先来解释下线圈的工作原理

根据奥斯特的发现,通电导体周围会产生磁场,那么把导体缠绕成线圈的形状后,导体周围磁场会增强,此时线圈相当于一个条形磁铁。当线圈通电后,我们根据右手定则,如下图



四指以指尖方向为电流方向握住线圈,大拇指所指方向就是该线圈的N极方向,相反,另一端就是S极方向。

为了描述磁场,我们引入了磁感线的概念,规定在磁体外部,磁感线由N极出发,回到S极,而在磁体内部,磁感线由S极出发回到N极。物理学上用磁感线的密集程度表示磁场强度的大小,磁场强度与电流大小成正比例关系;把磁感线垂直于某一平面的分量与该平面面积的乘积,叫做磁通量。



当通过线圈的电流强度发生变化时,线圈产生的磁场就会发生变化,相应的,线圈中间所围面积的磁通量就会产生变化。线圈有这样一个特性:当通过线圈的磁通量发生变化时,线圈会产生自感电动势,自感电动势产生的磁场会阻碍线圈磁通量的变化,如果通过线圈的磁通量要增加,自感电动势产生的磁场就会阻碍增加,反之,如果通过线圈的磁通量减小,则自感电动势产生的磁场会阻碍其减小。这一现象就是我们熟知的楞次定律。



OK,如果以上内容对你没问题,那么接下来就容易理解了。

引起通过线圈磁通量变化的因素是电流变化,电流增大时,通过线圈磁通量增强,电流减小时,通过线圈的磁通量减小,但无论增强或减小,自感电动势产生的磁场总会阻碍这一变化。换句话说,电流要增大,我就阻碍你增大,电流要减小,我就阻碍你减小。所以通电线圈电流发生变化时,线圈就相当于一个电阻。

线圈短路情况

当把线圈接在交流电源上时,由于交流电的电流大小和方向随时间周期性变化,线圈始终阻碍电流的变化,而且电流变化频率越高,线圈的自感系数(用来描述线圈对电流的阻碍作用强弱)越大,线圈对电流阻碍作用就会越强,此时线圈就相当于一个大电阻,所以不会造成电源短路,若把线圈接在直流电源上,线圈只有在电路刚接通或刚断开时才会产生阻碍作用,因为只有在这两种情况下通过线圈的电流才会产生变化,所以在电路接通后一段时间后,电路中的电流会逐渐增大,线圈阻碍作用逐渐消失直至完全消失时,电路中电流最大,造成电源短路。



若把线圈抻直,这种阻碍作就会消失,所以无论把它接在什么样的电源上,都会完成短路现象。

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