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电感和电感器的原理

电感是电子电路阻止电流改变的一种性质。注意“改变”一词的物理意义,这点非常重要,有点像力学中的惯性。一个电感器被用在磁场中储存能量,你会发现这个现象非常重要。为了理解电感的概念,必须了解三个物理现象:
  (1)当一个导体相对磁场运动时,导体中会感生电流。从而在导体的两端会产生感生电动势。
  (2)当导体处在变化的磁场中,导体内部会产生感生电流。像第一种情况一样,导体内也会产生感生电动势。
  (3)当导体中有电流流动时,导体周围会产生磁场。
  根据楞次定律.电路中的感生电动势是描述电路中抵消或补偿其自身的增加或减少的一个物理量。从这个原理出发,会有以下效应:
  (1)无论导体和磁场发生相对运动还是磁场变化,都会产生感生电流。感生电流的方向是其激发的磁场与原磁场的变化趋势相反的方向。
  (2)导体中电流改变时,由此电流激发的磁场会发生变化,磁场的变化会感生新的电流以阻碍原电流的变化。
  (3)由电流变化感生的电动势与产生电流变化的电势的极性相反。
  电感的单位是亨E[利](H)。如果导体中的电流以IA/s的速率变化,会感生IV的电动势,那么此导体的电感就为1H。这个关系可以表示为:
        V=L(ΔI/Δt)
  式中,V为感生的电动势,V;L为电感,H;r为电流,A;t为时间,s;△为微小改变量。
  亨E[利]这个单位适用于在直流电源供电的连续滤波腔体中使用的电感器,但对于射频和中频电路来说,它的量纲太大了。在这些电路中通常使用的是辅助单位毫亨(mH)和微亨(μH)。它们之间的换算关系是:
  1H=1000mH=1000000μH
  所以,
  1mH=10-3H, 1μH=10-6H
  这里有一个值得注意的现象叫做自感:当电路中的电流变化时,电流激发的磁场也相应变化。磁场的变化会感生一个反向电流阻碍原电流的变化。这个感生电流也会产生一个电动势,称作反向电动势。和其他形式的电感一样,自感的单位也是亨E[利]和它的辅助单位。
  虽然电感的概念涉及一系列现象,但是单独使用时通常是指自感。所以,本章中的讨论除非特别说明(比如互感等),电感都是指自感。不过要记住:该专业术语拥有比一般理解更多的含义。

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