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电感充放电的原理是什么?

作者:五金加工
文章来源:本站

  电感是一种电磁转换的元器件,利用“电生磁”,“磁生电”的电磁感应原理,电感可以把电能转换为磁能存储起来,电感所存储的电能与可以转换成电能。在通电瞬间,电感会试图阻碍电流的增加,在断时瞬间,电感又会试图阻碍电流的消失

  电流通过电感瞬间,会在电感中产生磁场来试图阻碍电流的增大,根据右手定则(安培定则),右手大拇指为产生产磁场的方向。电能转换为磁场的过程我们可以理解为电感的充电过程。在断电的瞬间,电感中存储的磁场又会转化电场来试图阻碍电流的消失,磁场转化为电能的过程,我们可以理解为放电。

  电容有着充电和放电的特性,再利用电感电场和磁场的相互转换,电感和电容并联起来可以实现LC振荡。电容放电产生电流时,电感会阻碍电流通过,把电场转化为磁场储存起来;电容放电结束后,电感就会阻碍电流的消失,电感中的磁场转化为电场,产生的电流对电容的另一个电极充电;充电完成后,电容又开始反向放电;形成振荡的能量。如果不考虑能量的损耗,这个振荡会一直的持续下去。

  利用电感的电场和磁场的相互转换(充放电)特性,可以实现隔交流、通直流。在电源的电路中,我们经常用电感来滤波以消除高频干扰信号。

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  电感与电阻、电容一样,也是一种基本的电子元件,其在各种LC振荡电路、滤波电路及选频电路中用的很广。下面我们通过两个简单的电路来介绍一下电感的充放电原理。

  ▲ 电感的充放电电路。

  上图中,闭合开关K,电感L开始充电,流过L的电流从零开始增大,由于变化的电流会产生变化的磁场,变化的磁场在电感L中会产生感生电压,此电压与电源电压方向相反,从而会阻碍电感中电流的增大,这样接通电源后流过电感的电流是从零逐渐增加到最大值(这个与电容充电时,其两端电压由零逐渐增大到最大值相似)。当开关K断开,并在L两端并联一个负载时,电感中储存的磁能便会通过负载释放,流过负载的电流从最大值逐渐变小。电感充放电的速率与电感量及电流的大小有关。

  ▲ 电感线圈。

  

电感充放电的原理是什么?

  ▲ 电感充放电实验电路。

  

电感充放电的原理是什么?

  上图中的HL1和HL2是两个同规格的小灯泡,假设开关K1和K2同时闭合,我们会发现小灯泡HL2是马上点亮,而HL1的亮度则是由弱变强,延迟了一段时间才达到与HL2相同的亮度。出现这种情况是由于电感中产生的感生电流阻碍了电源电流的增大,从而使其亮度不会马上增大,而HL2则是通过电阻R接电源,R不会阻碍电流的变化。

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电感充放电的原理是什么?

  

电感充放电的原理是什么?

  首先要明白电磁现象,通电导体在它的周围会产生磁场,变化的电流产生变化的磁场,反过来变化的磁场又可以在它周围的导体产生变化的电流:。电感就是导体通过交流电时在它周围产生变化磁场,产生的磁场,这个变化的磁场反过来对通电导体产方向相反的电压和电流,对通电流起阻碍作用,这就是电感。 单根导线的电感很小,通常绕成线圈,加入磁芯电感更大。电感分为高频电感和低频电感。。。电感的充电,就是把电流通过电感,产生相反的感生电流,电流不能突变,经一定时间电感磁场达到最大值,也就是电感充满了电。电感相当于一个储能设备。。。充满电的电感可以放电,停止对电感充电,接上用电器就可以放电了。放电是由于电感的磁场的消失,产生感生电流。。。电感与电容器并联可组成震荡电路,产生电磁波。利用电感断电时电磁场突变可以产很高的脉冲电压,制作高压发生器。电路中的电磁继电器的线圈反并一个二极管,就是消耗感生电流,起保护电路作用。。。将来室温超导实现后,可以用电感来储能,代替蓄电池开汽车。电阻,电容和电感是电路里常用另件。

  电感这个元件在电子电路中是经常见到的,我们炒菜用的电磁炉里面有线圈盘它是特制的电感、电源变压器、电流互感器以及扼流圈都是电感。它在电路中一般起到滤波、扼流、调谐、延时、耦合、补偿等很多作用,今天我们来说说电感是如何进行充放电的。

  为了能够清楚表述充电的原理,我们可以用下面的电路模型来进行说明问题。当我们把开关拨到1的位置的时候,由于电感的自感应原理,会建立一个左正右负的感应电动势来阻碍电源对线圈的充电电流,此时电感线圈L里的电流会慢慢增大,与电感线圈的灯泡此时的亮度会慢慢变亮。从这个渐亮的过程我们可以推测到电感总是阻碍自身电流的变化的。

  当我们把开关拨到2的位置时候会发现灯泡A并不会立即熄灭,而是慢慢熄灭的。这时候电感线圈相当于一个电动势,其电感的左边是正极右边是负极。电感储存的电能逐渐被灯泡消耗完。所以我们看到灯的亮度由亮慢慢变暗最后熄灭这样一个渐进的过程。从这个电感的充电放电过程可以看出,电感中的电流是不能突变的,因此我们常常称电感元件是“惯性元件”。

  以上是我对这个问题的理解,欢迎朋友们参与讨论,并关注电子及工控技术。

  电感的充放电确切的说是励磁和去磁的过程,励磁阻碍电流的过程正好是励磁储能过程,过程的量都是时间量,也就是在储能,这个过程其实就是磁芯的磁畴在在线圈电流的作用下激发产生感应磁场的过程,磁畴趋向外电流的磁场方向,表现为励磁储能。

  励磁过程中电电感两端产生感生电动势,它和电流以及时间的积就是能量。

  去磁刚好是相反过程,外加反向电压,磁畴回到原来的初始位置,就是去磁释放能量,也就是放电。

  这里不同于电容充放电,电容是电荷的转移,电感也是磁场的转化。

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