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电子技术基础(三)__电路分析基础__电感元件

时间:2023-10-25 14:37:15 5h电感原件

定义电感元件: 在电工技术中,通常将导线绕成线圈,以增强线圈内的磁场,以满足实际工作的需要。这种线圈称为电感线圈或电感器,电感元件是实际电感器的理想模型。

一种电感元件 “记忆” 元件, 储能(储存磁能)是一种无源元件。

电感器是一种储能元件,因为磁场有能量, 它储存磁场能量。

1. 电感元件的自感磁通链φ = Li

磁通链φ 韦伯是单位 (Wb); L 是电感元件的自感或电感,单位是亨利(H),i 表示电流

当电感元件的电流发生变化时, 磁通过电感元件也会相应地发生变化, 根据楞次感应定律, 感应电压在电感元件的两端产生u, 即

, 念坏

注意以上句:当电感中的电流发生变化时,磁通链也会发生相应的变化,当电感两端产生感应电压时u。 也就是说,变化中的磁通链除以时间长, 即感应电压。

又因= Li, 故在u, i 在相关参考方向的前提下, 有

上表反映了电感元件两端电压与电流之间的约束关系, 它表明,电感元件两端的电压仅取决于电流的变化率,与电流的大小无关。 电流变化越快, 两端的电压越大。

2. 从0 到 t时间内, 吸收电感元件 的电能为

如果设t=0时电感元件原电流i(0) 为零, 上式可写为

电感元件中储存的磁能与其通过的电流有关。 电流增高时,储存的磁场能量增加, 即将电能转化为磁场能量进行存储; 当电流减小时,储存的磁能减少,电感元件释放能量。 由此可见, 电感元件只储存和释放磁场能量,不消耗能量,因此被称为一种储能元件

另外, 电感元件释放的能量不能超过储存的能量, 因此, 又称一种无源元件

3. 例: 若流过 5H 电感元件的电流为 i(t) = 3t A, 求在 t = 6s时的储能。

解:, 这里L为 5 亨利

WL(6) = 1/2* 5* i(6) 2 = 1/2 * 5 * 324 = 162 * 5 = 810 J

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