电感的基本原理与 交直流特性

一、电感（自感）

1. 电感的定义

电感对电流变化的阻碍作用叫做电感，电感的单位亨利（H）

电感上，电流每秒变化1安培，形成1伏特电压时，电感为1亨利

2. 感应电压、电流变化率、电杆之间的关系

3. 电感存储的能量

4. 电感的结构

(1) 线圈

一般是金属导线绕制而成，为了减小导线的电阻，通常使用铜线绕制在芯体上而成。电感电流的大小由导线（电阻、准许最高温升等）决定。

(2) 芯体

1) 芯体的形状

A. 棒状

B. 环状

C. E型

D. ER型

E. Q型

F. EI型

G. 其它

2) 芯体的材料

A. 铁氧体

高频变压器、收音机接收天线、滤波电感

B. 坡莫合金

滤波电感、变压器

C. 硅钢

交流变压器

5. 电感相关定理与公式

(1) 电感的计算公式

图1：电感的参数

μ 磁导率 单位亨每米（H/m），与磁体材料有关

A 横截面积 单位平方米（m²）

N 线圈匝数

l 线圈长度 单位米（m）

(2) 法拉第电磁感应定律

感应电动势与线圈的电磁场的变化率成正比

(3) 楞次定律

线圈中的电流变化时，变化的电流导致电磁场变化，变化的电磁场产生感应电压，感应的电压阻碍电流的变化

二、 电感的串联

若干电阻的串联

L=L₁+L₂……L_n

三、 电感的并联

1. 若干电感的并联

2. 若干电感值为l的电感并联

3. 两个电感并联

四、 直流电路中的电感

1. RL 电路中的时间常数

取标准单位：秒、亨、欧姆

2. LR电路的充电

电感的充电电路见图2。

图2：电感的充电电路

电感的充电曲线见图3。

图3：电感的充电曲线

3. LR电路的放电

放电电路见图4

图4：电感的放电电路

电感的放电特性曲线见图5。

图5：电感的放电特性曲线

4. LR电路的电压

（1）从0充电到最终值

（2）放电至0

五、交流电路中的电感

1. 电压与电流的相位关系

图6：电感中电压与电流的关系

电压超前电流90，电感对电流也有阻碍作用，见感抗。

2. 感抗

3. 电感的功率

（1） 瞬时功率

P=UI

（2）有功功率

理想电感没有损耗，有功功率为零

实际电感

P=I²R_W

R_W：电感电阻

I：电感电流（有效值）

（3）无功功率

P=I V= I² X_L

（4）品质因数

Q=无功功率/有功功率=X_L/R_W