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第周第课时月日
课题电感器
知识目标了解电感线圈、电感的概念
能力目标了解电感线圈的参数
教学内容及组织教法
[课题引入]
1、提问相关知识
2、引入本节课题
[新课内容](以讲解为主)
在电子技术和电力工程中,常常遇到由导线绕制而成的线圈,如收音机中的高频扼流圈,日光灯电路的镇流
器等等,这些线圈统称为电感线圈,也叫做电感器。
电感线圈可以分为空心和铁心电感线圈两大类。
一、空心电感线圈
绕在非铁磁性材料做成的骨架上的线圈,叫做空心电感线圈,常见的空心电感线圈如图所示。
一个N匝的电感线圈通有电流I,在每匝线圈上产生的磁通为Φ,则线圈的磁链为
磁通Φ与磁链Ψ都是电流I的函数,都随电流的变化而变化。理论和实验都可以证明,磁链Ψ与电流I
成正比,即
或
式中I——线圈中的电流,单位是安[培],符号为A;
Ψ——线圈的磁链,单位是韦[伯],符号为Wb;
L——线圈的自感系数,简称自感或电感,单位是亨[利],符号‘为H。
空心线圈的附近只要不存在铁磁性材料,其电感是一个常量,该常量与电流的大小无关,只由线圈本身
的性质决定,即只决定于线圈截面积的大小,几何形状与匝数的多少。如果线圈截面积越大,长度越短,匝
数越多,其电感也就越大;反之,电感就越小,我们称这种电感为线性电感。
在平面直角坐标系中,以电流,为横坐标,磁链Ψ为纵坐标,作出Ψ与I的函数图像,图像为一直线,
如下图所示,这表明空心线圈的电感是线性的
二、铁心电感线圈
在空心电感线圈内放置铁磁材料制成的铁心,叫做铁心电感线圈。通过铁心线圈的电流和磁链不是正比
关系,比值不是常数。常见铁心线圈如下图所示。
对于一个确定的电感线圈,磁场强度H与所通过的电流I成正比,即H与I一一对应;磁感应强度B与
线圈的磁链Ψ成正比,即B与Ψ一一对应。可见,Ψ与I的曲线和B与H的曲线形状相同,如下图所示。
由图可见,电流为I时对应的磁链为Ψ,其电感为
11
电流为I时对应的磁链为Ψ,其电感为
22
显然L≠L。电感的大小随电流的变化而变化,这种电感叫非线性电感。有时为了增大电感,常常在线圈中
12
放置铁心或磁心,使单位电流所产生的磁链剧增,从而达到增大电感的目的。例如,收音机的中周(中频变
压器),就是通过在线圈中放置磁心来获得较大的电感的。
三、电感线圈的参数
电感线圈是一个储能元件(本章后面将讲述线圈中的磁场能),它有两个重要参数,一个是电感,另一个
是额定电流。
实际的电感线圈常用导线绕制而成,因此除具有电感外还具有电阻。由于电感线圈的电阻很小,常可忽
略不计,它就成为一种只有电感而没有电阻的理想线圈,即纯电感线圈,简称电感。这样,“电感”具有双
重的意思,它既是电路中的一个元件,又是电路中的一个参数。
在电路图中,空心电感线圈、铁心电感线圈和实际电感线圈(考虑电阻的线圈),分别用图(a)、(b)和(c)
中的符号来表示。
【例题】空心电感线圈中的电流为10A时,磁链为0.001Wb,求线圈的电感.若线圈共1000匝,当
线圈中电流为20A时,求磁链和每匝线圈的磁通。
解:空心线圈的电感为
空心线圈的电感L是一个常数,当电流为20A时:
通过每一匝线圈的磁通为:
[复习与巩固]
1、复述本节要点
2、练习
[作业]略
课后语
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