励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义

上次我们讨论气隙对电感影响的本质,其中遗留一个问题,那就是(1)电感为什么是"G"与匝数"N"平方的乘积,其中"G"就是磁学中的一个新概念"磁导"。

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(1)

(1)

首先还是先认识法拉第电磁感应定律,本质为变化的磁场产生电场

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(2)

(2)

其中磁链为:

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(3)

(3)

是磁通量的匝数倍

究竟什么是电感?

前面几次我们提到,电感就是衡量产生磁场的能力磁场是电流的结果,因此"磁链"是和电流成正比的

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(4)

(4)

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(5)

(5)

"L"被称为自感系数或电感,从(5)看,电流越大,磁通越强,(5)式始终为一个比值系数,这就是电感。

综合法拉第电磁感应定律(2)和(4)得到常见的电感电动势方程

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(6)

(6)

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(7)

<电感原理图>

回到(1)磁导的来由,示意图如下

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(8)

<磁芯电感>

安培环路定律

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(9)

(7)

定义如下式为"磁动势"

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(10)

(8)

最终容易得到

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(11)

(9)

我们定义(10)为磁场的磁电阻,犹如电路的电阻一样

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(12)

(10)

也就是磁路越长,磁阻越大,但磁截面积越大,磁阻越小,走多了磁场就衰减,这就是磁路效应,但路径宽敞,就可以畅通无阻,这就是磁截面积。

因此(9)和(10)可以写为如下

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(13)

(11)

Rm就像电路的电阻和磁通φ就像电路中的电流

磁导是磁阻的倒数

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(14)

(12)

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(15)

(13)

结合安培环路定理以及(12)和(13)即可得到磁芯电感或我们叫它为规则电感

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(16)

磁芯:

励磁电感为什么和初级电感并联?法拉第和安培赋予电感的意义(17)

最后一句:磁芯和线圈才是电感的外在属性表现

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