自感係數

線圈產生自感能力的物理量

自感係數表示線圈產生自感能力的物理量,常用L來表示。簡稱自感或電感。自感係數的單位是亨利,簡稱亨,符號是H。

係數定義


自感係數(coefficient of self-induction
線圈自身電流激發的磁場在線圈中形成的磁通叫線圈的自感磁通。在無鐵磁質的情況下,線圈的自感磁通匝鏈數與線圈中的電流強度I成正比,即
自感係數
自感係數
比例係數L叫做線圈的自感係數,簡稱自感或電感。自感係數的大小僅與線圈的幾何形狀、匝數和周圍介質的性質有關。自感係數的單位是H。
self-inductance, coefficient of
表示線圈產生自感能力的物理量。簡稱自感,常用符號L表示。見自感。
1.在單位電流變化率下,某個自感線圈產生的自感電動勢E的大小。(比值法定義)
2(當線圈為多匝時,通過各匝線圈的磁通量之和稱為磁通匝鏈數Ψ,若通過每匝線圈的磁通量Φ都相同,則,N為線圈匝數)

決定因素


線圈的自感係數跟線圈的形狀、長短、匝數以及是否有鐵芯等因素有關。線圈越長,單位長度上匝數越多,截面積越大,他的自感係數就越大。另外,有鐵芯的線圈的自感係數,比沒有鐵芯時要大得多,對於一個現成的線圈來說,自感係數是一定的。

計算式


線圈面積越大、線圈越長、單位長度匝數越密,它的自感係數就越大。另外,有鐵芯的線圈的自感係數比沒有鐵芯時大的多。計算公式為,各字母含義:u代表線圈中的介質磁導率,S代表線圈面積,N代表線圈匝數,l代表線圈長度。
自感係數的計算比較複雜,常用實驗方法測定,簡單情形則可由畢-薩-拉定律和計算。
推導
設i為電流大小,μ為線圈中的介質磁導率,n為線圈匝數密度,N為線圈總匝數,S為線圈面積,l為線圈長度,V為線圈體積。
根據自感係數的定義
根據畢奧-薩伐爾定律,計算出無限長直螺線管內部的磁感應強度。
則①
若將代入即得②
無限長直螺線管適用公式
自感係數計算公式為,各字母含義:μ代表線圈中的介質磁導率,n代表線圈匝數密度(單位長度內的匝數),V代表線圈體積。
或寫為,各字母含義:μ代表線圈中的介質磁導率,S代表線圈面積,N代表線圈總匝數,l代表線圈長度。
解釋
兩個公式看似不同,實則等效。線圈匝數越多則①中nl或②中N越大,L越大;匝數越密則①中n或②中越大,L越大;越長則①中l或②中越大,L越大;截面積越大則①和②中S越大,L越大;加入鐵芯則①和②中μ增大,L增大。
求自感L的常用公式

單位介紹


如果通過線圈的電流在1秒鐘內改變1安時產生的自感電動勢是1伏,這個線圈的自感係數就是1亨。所以:1亨=1伏·秒/安。
常用的較小的單位有毫亨(mH)和微亨(μH)。