線圈磁場的強弱與線圈裏的電流和線圈匝數有關,還與磁場空間介質有關。如果這些介質是鐵、碳鋼等導磁材料,它的磁場會增強千、萬倍。所以在變壓器、電動機、繼電器中都用導磁良好的矽鋼片作磁路。
2.電感
導體流過電流的同時,在導體周圍產生磁場,磁場和導體的相對運動又能感應電動勢-和電流.導體在磁場中作切割磁力線的運動時,導體中就感生電動勢,這是磁場和導體枏互作用感生電動勢的第一種方式,像發電機等電源設備就是根據這個原理製造的。第二種方式可用電磁感應定律加以說明。
各種電機、電器裏都有用導線繞成的線圈。當交流電流流過線圈時,線圈周圍產生交變磁通。磁通穿繞線圈與線圈互相交鏈,一般用磁鏈表示線圈與磁通互相交鏈的程度,也可認為磁鏈是磁通為匝數為乂的線圈的總磁通。
當磁通變化時,與之相交鏈的線圈中將產生自感電動勢。自感電動勢的大小取決於磁鏈的變化速率。
電磁感應定律,它說明動磁生電,說明磁場和導體發生相對運動感生電動勢,感生電動勢的大小取決於磁鏈的變化快慢。
磁鏈的數值,主要取決於兩個因素,一個是產生磁通的電流,另一個是形成磁通和線圈互相交鏈的構造條件。一般說來,線圈直徑大,匝數多,線圈與磁力線關係緊密,則磁鏈比較大。線圈若繞在導磁材料上,容易產生大量磁通,磁鏈也會大大增加。在交流電路計算中,按簡單情況考慮,認為磁鏈和電流成正比。這樣,每單位電流產生的磁鏈數,就是單純由線圈構造條件決定的量。一個線圈構造條件確定後,比值就是一個定值,稱其為線圈的自感或電感。
這樣感生的電動勢是線圈流過電流後自己產生的磁鏈在線圈本身內所感應的電勢,叫自感電動勢。
電感的單位為(亨利),即線圈電流每秒變化時線圈自感電動勢的伏數。工程常用單位是(毫亨)、(微亨)。
3.電壓與電流的關係
隻有線圈並且其電阻為零的電路叫電感電路,線圈稱為電感組件。
根據閉合電路內電勢和電壓的平衡關係,電源電壓"(線圈的端電壓)與自感電勢、相平衡,兩者大小相等方向相反。
電感電路中電壓和電流的關係;
①電壓和電流是同頻率的正弦量。
②電壓和電流之間相位差為90°,電壓比電流超前。
③電壓同電流的最大值之比(或有效值之比)稱為感抗,是一個常數,即相當於直流電路中的歐姆定律。
④感抗;是電感線圈阻礙交流電流通過的“阻力”。它和電感組件的電感成正比,還和頻率成正比。電感一定時,頻率越高,感抗越大。
4.電感電路的功率
根據功率的定義,瞬時功率。在電壓和電流的曲線上繪出的曲線。在一個周期內,電壓和電流完成一個周波的變化,而功率卻完成兩個周波的變化。在電流的第一和第三個1/4周期內,電壓和電流是同方向的,所以瞬時功率夕是正值,表示線圈要從電源吸取電能,並把它轉換成磁能,貯存在線圈周圍的磁場中。此時線圈起著一個負載作用,暫時吞進能量。第二和第四個1/4周期中,因電壓與電流方詢相反,所以夕為負值,表示電感線圈把磁場中的能量又轉換為電能,送回電源,此時線獨起著一個電源的作用,把剛吞進的能量又吐出來。電感線圈在電路中時而吞進能量,時而吐出能量,說明電感線圈不消耗功率。所以電感電路一個周期內平均功率為零,即有功功率為零。以電感線圈兩端電壓口和電流的乘積來表示電感線圈與電源之間交換能量的能力,稱為無功功率,用表示電感電路瞬時功率的最大值。
無功功率在生產實踐中有很重要的地位,很多電氣設備,如變壓器、電動機等都是根據電磁感應原理工作的。它們都是電感性的負載,靠磁場傳遞和轉換能量來工作,可見“無功”不能理解為“無用”,無功功率決不是“無用”功率,它說明了電源向電感負載所提供的磁場能量的規模。
(七)電容電路
電容器也像電阻一樣是電路的一種負載,是電路中一種積存電荷的組件。在直流電路中,電容器使電路斷路。在交流電路中由於它不斷地充、放電形成通路,是電路中一個主要參數。
1.電容器和電容
兩片金屬板,中間隔以絕緣材料(空氣、雲母、陶瓷等)就組成一個電容器。兩片金屬板叫極板,當給兩個極板加直流電壓時,極板上將積存正、負相等的電荷。一般說來,極板麵積越大,極板間間距越小,積存電荷的能力越強。所加電壓越高,積存的電荷也越多。此外,積存電荷的能力還同極板間所用的絕緣材料種類有關。
電容器積存電荷的能力叫電容,用C表示。
C也可以理解為兩極板在單位電壓作用下,每—極板上所儲存的電荷量。
2.電容器的聯接
電容器通常有並聯和串聯兩種聯接方式。電容器並聯時,總電容值C等於各電容器電容之和。
並聯時,每個電容器承受電壓相同。
串聯時,總電容值的倒數等於各電容器電容倒數的和。