自感系数

更新时间:2022-08-25 14:06

自感系数表示线圈产生自感能力的物理量,常用L来表示。简称自感或电感。自感系数的单位是亨利,简称亨,符号是H。

系数定义

1.在单位电流变化率ΔI/Δt下,某个自感线圈产生的自感电动势E的大小。(比值法定义)

2.L=Ψ/i(当线圈为多匝时,通过各匝线圈的磁通量之和称为磁通匝链数Ψ,若通过每匝线圈的磁通量Φ都相同,则Ψ=NΦ,N为线圈匝数)

决定因素

线圈的自感系数跟线圈的形状、长短、匝数以及是否有铁芯等因素有关。线圈越长,单位长度上匝数越多,截面积越大,他的自感系数就越大。另外,有铁芯的线圈的自感系数,比没有铁芯时要大得多,对于一个现成的线圈来说,自感系数是一定的。

计算式

线圈面积越大、线圈越长、单位长度匝数越密,它的自感系数就越大。另外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大的多。计算公式为L=(uSN^2)/l,各字母含义:u代表线圈中的介质磁导率,S代表线圈面积,N代表线圈匝数,l代表线圈长度。

自感系数的计算比较复杂,常用实验方法测定,简单情形则可由毕-萨-拉定律和Ψ=LI计算。

推导

设i为电流大小,μ为线圈中的介质磁导率,n为线圈匝数密度,N为线圈总匝数(N=nl),S为线圈面积,l为线圈长度,V为线圈体积(V=Sl)。

根据自感系数的定义L=Ψ/i=NΦ/i=nlBS/i

根据毕奥-萨伐尔定律,计算出无限长直螺线管内部的磁感应强度B=μni。

则L=μn^2lSi/i=μn^2Sl=μn^2V①

若将n=N/l代入L=μn^2Sl即得L=μN^2Sl/l^2=μN^2S/l②

无限长直螺线管适用公式

自感系数计算公式为L=μn2V,各字母含义:μ代表线圈中的介质磁导率,n代表线圈匝数密度(单位长度内的匝数),V代表线圈体积。

或写为L=(μSN^2)/l,各字母含义:μ代表线圈中的介质磁导率,S代表线圈面积,N代表线圈总匝数,l代表线圈长度。

解释

两个公式看似不同,实则等效。线圈匝数越多则①中nl或②中N越大,L越大;匝数越密则①中n或②中N/l越大,L越大;越长则①中l或②中N^2/l越大,L越大;截面积越大则①和②中S越大,L越大;加入铁芯则①和②中μ增大,L增大。

求自感L的常用公式

如图《公式》所示。

单位介绍

如果通过线圈的电流在1秒钟内改变1安时产生的自感电动势是1伏,这个线圈的自感系数就是1亨。所以:1亨=1伏·秒/安。

常用的较小的单位有毫亨(mH)和微亨(μH)。

1H=1000mH=1000000μH

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