介绍
每当电子流经导体时,导体周围就会产生磁场。这种效应被称为电磁。磁场影响原子中电子的排列,并能导致空间中原子之间物理力的发展,就像电场在带电粒子之间产生力一样。欧宝体育黑人么就像电场一样,磁场可以占据完全空白的空间,并从一定距离影响物质。
场有两种度量:场强度和场流。场强度是一个场在一定距离内施加的“推”量。场流是场通过空间的总量或效应。磁场强度和流量大约类似于电压(“推”)和电流通过导体(流),分别虽然磁场通量可以存在于一个完全空白(没有粒子如电子的运动),目前只能采取有自由电子的地方移动。场通量可以在空间中反向,就像电阻可以反向电子流动一样。将在空间中发展的场流的量与施加的场强度的量成正比,除以流动的阻力量。正如导电材料的类型决定了导体对电流的电阻,磁场力所通过的空间中所占的材料类型决定了磁场通量的具体逆方向。
虽然两个导体之间的电场磁通允许在这些导体内累积自由电子电荷,但是磁场磁通允许某个“惯性”在通过产生场的导体中的电子流中积聚。电感器是旨在通过以线圈形式的形成导体电缆的长度来利用这种现象的组件。这种形状产生比直线电缆产生的更强的磁场。一些电感器形成有自支撑线圈中的盘绕线。其他人在某种固体芯材上缠绕电缆。有时,电感器的核将是直的,而其他时间将在环(方形,矩形或圆形)中连接以完全包含磁通量。所有这些设计选项都对电感器的性能和特性产生了影响。电感器的示意性符号,如电容器,非常简单,因为它几乎没有于表示螺旋电缆的线圈符号。虽然简单的线圈是通用的
任何电感器的符号,有时通过加入平行于线圈的轴线的线来区分具有核的电感器。较新版本的电感符号销售线圈的形状,有利于连续几个“驼峰”:
当电流在线圈周围产生浓缩磁场时,该场通量等于表示通过线圈的电子运动的能量的存储。线圈中的电流越多,磁场越强,电感器将存储的能量越多。
因为电感器以磁场的形式存储移动电子的动能,所以它们的行为方式与电路中的电阻器相比(简单地散发在热量的形式)。电感中的能量存储是通过它的电流量的函数。作为电流函数存储能量的电感能力导致尝试以恒定级别保持电流的趋势。换句话说,电感器倾向于抵抗电流的变化。当通过电感器的电流增加或减小时,电感器“抵抗”通过在与变化之间产生电压之间的电压来抵抗“变化。为了将更多能量存储在电感器中,必须增加电流。这意味着其磁场必须增加强度,并且场强的变化根据电磁自诱导原理产生相应的电压。
相反,要从电感释放能量,必须通过它的电流减小。这意味着电感器的磁场必须降低强度,并且场强的变化是自我引起的仅相反极性的电压降。正如艾萨克·牛顿的第一个动作法(“运动中的一个物体往往会留在运动中;
休息时的物体倾向于保持静止“)描述了质量反对速度变化的趋势,我们可以说明电感器的反对电流变化的趋势:”通过电感器移动的电子倾向于保持运动;在电感器中休息的电子倾向于保持静止。“假设,留下短路的电感将通过它保持恒定的电流率,没有外部援助:
然而,实际上,电感器自我维持电流的能力只有通过超导导线才能实现,因为任何正常电感器中的导线电阻都足以使电流在没有外部电源的情况下迅速衰减。
当通过电感器的电流增加时,它会降低与电子流方向相对的电压,用作功率负载。在这种情况下,据说电感器充电,因为存在越来越多的能量存储在其磁场中。注意电流方向的电压极性:
相反,当通过电感器的电流降低时,它会降低电压的电压,这使得作为电源的电流。在这种情况下,据说电感器被排出,因为它的能量储存随着其磁场释放到电路的其余部分而降低。注意电压方向的电压的极性。
如果电力源突然施加到未磁化的电感器,则电感器将通过丢弃源的全电压来抵抗电子流。由于电流开始增加,将产生更强更强的磁场,从源吸收能量。最终电流达到最大水平,并停止增加。此时,电感器停止从源吸收能量,并降低最小值
其引线的电压,而电流保持在最大水平。
当电感器存储更多能量时,其电流水平增加,而其电压降低。请注意,这正是电容器行为的相反,其中能量存储导致组件两端的电压增加!虽然电容器通过维持静电电压来存储它们的能量充电,但是通过保持通过线圈的稳定电流来保持其能量“电荷”。
线圈所绕的材料的类型极大地影响了磁场通量的强度(因此存储的能量的数量),通过线圈产生的任何给定的电流。由铁磁性材料(如软铁)制成的线圈磁芯在给定的磁场力下会比非磁性物质(如铝或空气)产生更强的磁场通量。
电感器存储给定金额电流的能力的能力称为电感。毫不奇怪,电感也是对电流变化的反对强度的衡量标准(确切地将产生多少自诱导电压为给定的电流变化率)。电感象征性地用资本“L”表示,并在亨利的单位中测量,缩写为“H”。
电感的过时名称是扼流圈,所以调用其常见用法阻止(“扼流圈”)在无线电电路中的高频交流信号。电感器的另一个名称仍然在现代时代使用,是反应堆,尤其是在大功率应用中使用时。
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