怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)

接着上一次,我们继续探讨安培环路定理的应用

问题:空气几乎永远都不会饱和,良导磁材料存在易饱和问题,那么我们为什么还要选择良导磁材料做电感呢?如何达到我们的要求,即满足电感量也要满足储能要求?

记得前几次提到的吗?电感的意义,表示产生磁场密度或磁感应强度的能力。这个能力就是电感量啊。

其实对良导磁材料进行气隙的引入,就是即满足电感量也满足储能,归根结底,气隙的引入就是"稀释"良导磁材料的磁导率,得到一个有效磁导率,借助空了气这个"催化剂"或"迟滞剂"。

依然了解一下磁场的系统响应框图(为了易于理解,用响应做一个类比,不准之处望谅解)如下:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(1)

磁场的系统响应类比框图

由以上框图得到关系式:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(2)

(1)

磁通量:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(3)

(2)

结合(1)和(2)得到:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(4)

(3)

其中A是磁芯的截面积,u是磁介质的绝对磁导率

依旧借助规则磁芯,如下图(规则磁芯被磨掉一部分当做磁芯的气隙):

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(5)

开气隙

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(6)

结合安培环路定理:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(7)

(4)

上式中中磁路长度:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(8)

(5)

即为磁介质磁路 空气磁路,由于磁场被限制在磁芯中,因此气隙磁通和磁芯磁通是相等的,即Φc=Φg=Φ

结合(3)(4)和(5)得到

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(9)

(6)

忽略空气边缘效应,理想情况下:

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(10)

(7)

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(11)

(8)

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(12)

(9)

所以结合(6)(7)和(8)

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(13)

(10)

结合(2)(10)得到

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(14)

(11)

式中当lg=0时,成为没有气隙的式子

由于气隙使得磁路长度从由于气隙使得磁路长度从

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(15)

增加到

怎样理解电感的通直隔交(安培环路定理对电感开气隙的意义2)(16)

,增大了磁阻,减弱了磁场,即磁芯中一点点的气隙,在良导磁材料下,对空气磁路长度进行成千倍的扩大,磁感应强度或磁通密度得到"稀释"。

今天先到这里,之后接着上述讨论进一步探讨气隙对电感量的影响。

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