纯电感威廉希尔官方网站 中电压与电流的关系解析

　　电感简介：

　　电感（电感线圈）是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件，也是电子威廉希尔官方网站 中常用的元器件之一。电感是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在威廉希尔官方网站 中用字母“L”表示，主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振威廉希尔官方网站 。

　　电感器结构

　　1、骨架 骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线（或纱包线）环绕在骨架上，再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔，以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器（例如色码电感器）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器（也称脱胎线圈或空心线圈，多用于高频威廉希尔官方网站 中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕好后再脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离。

　　2、绕组 绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕（绕制时导线一圈挨一圈）和间绕（绕制时每圈导线之间均隔一定的距离）两种形式；多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。

　　3、磁心与磁棒 磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体（NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。

　　4、铁心 铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为“E”型。

　　5、屏蔽罩 为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它威廉希尔官方网站 及元器件正常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如半导体收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。

　　6、封装材料 有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。

　　纯电感威廉希尔官方网站 中电压与电流间的数量关系

　　由于电阻很小的线圈组成的交流威廉希尔官方网站 ，可以近似地看成是一个纯电感威廉希尔官方网站 。

　　在直流威廉希尔官方网站 中，影响电流跟电压关系的只有电阻。在交流威廉希尔官方网站 中，情况要复杂一些，影响电流跟电压关系的，除了电阻，还有电感和电容。

　　电感对交流电的阻碍作用。为什么电感对交流电有阻碍作用呢？交流电通过电感线圈时，电流时刻在改变，电感线圈中必然产生自感电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用。在电工技术中，变压器、电磁铁等的线圈，一般是用铜线绕的。铜的电阻率很小，在很多情况下，线圈的电阻比较小，可以略去不计，而认为线圈只有电感。只有电感的威廉希尔官方网站 叫纯电感威廉希尔官方网站 。

　　在纯电感威廉希尔官方网站 中，电流强度跟电压成正比，即I∝U.用1/（XL）作为比例恒量，写成等式，就得到I=U/（XL）这就是纯电感威廉希尔官方网站 中欧姆定律的表达式。把这个表达式跟I=U/R比，可以看出XL相当于电阻R。XL表示出电感对交流电阻碍作用的大小，叫做感抗，它的单位也是欧姆。

　　线圈的感抗XL跟自感系数L和交流电的频率f间有如下的关系：

　　XL=2лfL

　　由于1亨=1伏·秒／安，1亨／秒=1伏／安=1欧，因此上式中的XL、f、L的单位应分别用欧姆、赫兹、亨利。

　　电阻是由导体本身的电阻率、长度和横截面积决定的，跟通过的电流无关。XL=2лfL说明，感抗却跟通过的电流的频率有关。例如，自感系数是1亨的线圈，对于直流电，f=0，XL=0；对于50赫的交流电，XL=314欧；对于500千赫的交流电，XL=3.14兆欧。所以电感线圈在威廉希尔官方网站 中有“通直流、阻交流”或“通低频、阻高频”的特性。在电工和电子技术中，用来“通直流、阻交流”的电感线圈，叫低频扼流圈。线圈绕在闭合的铁心上，匝数为几千甚至超过一万，自感系数为几十亨。这种线圈对低频交流电就有很大的阻碍作用。用来“通低频、阻高频”的电感线圈，叫高频扼流圈。线圈有的绕在圆柱形的铁氧体心上，有的是空心的，匝数为几百，自感系数为几个毫亨。这种线圈对低频交流电的阻碍作用较小，对高频交流电的阻碍作用很大。

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　　交流威廉希尔官方网站 中，纯电感威廉希尔官方网站 的电压和电流的相位相差90°，所以在电阻、电感（即线圈，略掉了线圈直流电阻的影响））串联的威廉希尔官方网站 中，其电抗Rx（即总的电阻）与电阻R。感抗RL（RL=2πfL）的关系是Rx=√（R^2+RL^2），则总电压V与电阻上的电压VR和电感上的电压VRL关系也满足这个关系，即V=√（VR^2+VRL^2）。

　　交流威廉希尔官方网站 电感电流与电压相位的关系

　　电感电压比电流超前90°（或π/2），即电感电流比电压滞后90°，如何理解这句话呢，可以作以下解释

　　电感威廉希尔官方网站 电压与电流的关系是通过磁通来联系起来的，u=NdΦ/dt，NΦ=Li，N是线圈匝数，L是线圈的电感，对固定线圈是一个常数，以上两个公式可推导出u=Ldi/dt，这个公式的意义就是变化的电流产生了电压，也可以说是变化的电压产生了电流，数量上的关系就是电压等于电流的变化率，就是斜率，电压的最高点电流为零，电流的最高点电压为零，就是那一时刻电流或电压的变化率为零，切线与X轴是平行，电流或电压没有变化，所以电压或电流就是零。

　　根据磁惯性的概念，“磁场惯性”导致电感上的电流滞后于电压：电感上的电流滞后于电压的物理意义，是电流通过线圈（电感）时要形成新的磁场，当新磁场建立的时候，老磁场的磁惯性会阻碍新磁场建立，即阻碍电流流过。所以当电压加上去以后，电流不能马上形成，需要电流通过一段时间来克服磁惯性，所以就产生了滞后现象。而滞后90度，则是因为电压在90度时开始翻转，即电压方向发生改变，就导致电流的改变滞后了90度。