表象的本质——认识电磁原理中的电感

表象的本质——认识电磁原理中的电感原创 磁小诗 2019-02-09 09:12:46

我们通常说电感或者单纯说电感，实际是说的一个概念问题，这里的电感是指"自感"或者称为"自感系数"，这个"自"乃本身属性也。

磁通量：要说电感，我们先说一下磁通的概念吧，垂直通过一个面的总磁通线或磁力线称为磁通量或磁通，用字母φ表示，暂且不谈磁力线和某截面积存在其它夹角的情况，我们电源中涉及到的磁芯变压器和磁芯电感，在特定磁芯截面积上，由于磁芯材料磁阻的一致性，磁通密度B认为也是均匀的，磁力线也是垂直磁芯截面积的，所以磁通量φ如下①式：

磁通量表达式

①

磁通量示意图

电源中我们碰到的磁通或磁链是流过线圈的电流产生的，假定线圈的磁芯材料的磁导率u是一个常数，那么磁链或磁通与通入线圈的电流成正比例关系，表达式如下②式，比例系数L，我们用系统响应框图表达，更易于理解和记忆，表达框图如下：

系统形式描述电流、电感和磁通或磁链

③式电感的定义式，即刚提到的比例常数L从④式电感的另一种表达式可以看出对于一个特定磁芯，磁阻Rm或磁阻G，若磁导率uc是一个常数，那么磁阻或磁导便是一个常数，这个参数是磁芯本身的属性，所以比例系数L必然是一个常数了。

②

③

④

磁芯参数示意图

环形电感示意图

②、③和④式中L称为N匝线圈的自感系数，简称为自感或电感，从基本定义式可以看出，电感本质意义是单位电流产生的总磁通匝链"Nφ"，正如我们前面提到的电感本质相同，电感是衡量产生磁场或者磁通的能力，无论磁场还是磁通或者磁链它们的本质归结点都是相同的，它们之间只是存在特定的某种变换而已。

法拉第电磁感应定律如下⑤式

⑤

将②式带入⑤式得到⑥式

⑥

将⑥式变换得到电感的又一种表达关系⑦式

⑦

流过电感线圈在1秒（s）线性地（或均匀地）变化1A时，如果产生感应电动势刚好为1伏特（V），则此电路中线圈电感定义为1亨利（H），简称为亨，符号是H

电感两端感应电动势，楞次定理也告诉我们了，感应电动势总是阻碍电流的变化

（1）当电流增大时，感应电动势与电流方向相反，如下图

（2）当电流减小时，感应电动势与电流方向相同，如下图

电感总是阻碍电流的变化，即阻碍电流的"变化率"，也就是阻碍线圈中磁通的变化。

阻碍变化的实质意义：既然是阻碍，这是一个过程的量，即表现为为储能性质，线圈两端产生感应电动势，且存在输入电流，这就意味着电能的输入，所以我们就得出了最常见的电感储能表达式，如下⑧式

电感储能表达式

⑧

⑧式表达了电感的储能，时间从开始时刻"0"到"t"时刻的过程，电感存储的能量是自感系数和电流积累量的乘积，按照国际单位制，能量单位是焦耳"J"。

下面我们展示电感的实物图，某恒流源后级滤波电感，材质是磁粉芯（铁镍和铁硅铝磁芯），通流能力可达6A，6A直流偏置下电感量保持在50uH，恒流源电感计算参见之前专门篇幅的讲解。

铁硅铝电感

如有哪位同仁需要类似功率电感，可以留言与我，以为你选择适合你电源产品的电感器件，我在某款电源产品的过程中，也是选了好几家厂家，其中一家做的电感很精美，图中只是拍摄不好，实际我的电源产品中，这些磁性元器件做的相当精美。

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哥回复的不是帖子，是寂寞！

我只看看不说话。。。

楼上是GG还是MM啊？