電感器對直流的作用

線(xiàn)圈的過(guò)渡響應

線(xiàn)圈(電感器)通過(guò)自感應作用，在阻礙電流變化的方向上產(chǎn)生電動(dòng)勢(感應電動(dòng)勢)。因此，即使在線(xiàn)圈上施加電壓，電流也不會(huì )馬上流動(dòng)，而且即便去掉電壓，電流也不會(huì )馬上消失。在開(kāi)關(guān)處于開(kāi)或關(guān)等時(shí)，非常態(tài)的電流和電壓變化被稱(chēng)為線(xiàn)圈的過(guò)渡響應(過(guò)渡現象) 。

例如，在將線(xiàn)圈和霓虹燈(放電起始電壓為數10V以上)并聯(lián)的如下電路中，即使將干電池(數Ｖ左右)的開(kāi)關(guān)導通，霓虹燈也不會(huì )被點(diǎn)亮。但是，在線(xiàn)圈中有電流流動(dòng)的狀態(tài)下切斷開(kāi)關(guān)時(shí)，霓虹燈會(huì )被點(diǎn)亮。通過(guò)自感應作用在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(V)與電流的變化率(ΔI/Δt)呈比例關(guān)系。當開(kāi)關(guān)導通時(shí)，電流會(huì )慢慢増大，電動(dòng)勢不會(huì )超過(guò)電源電壓。但是，當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，由于正在流動(dòng)的電流瞬間被切斷，電流的變化率增大，因此產(chǎn)生了能夠點(diǎn)亮霓虹燈的高電動(dòng)勢。

線(xiàn)圈蓄能

在上述電路中霓虹燈能被點(diǎn)亮是由于線(xiàn)圈蓄能的緣故。這個(gè)能量與流過(guò)線(xiàn)圈和電感的電流的平方呈比例關(guān)系。當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)存蓄的能量瞬間被釋放，由此產(chǎn)生高電動(dòng)勢。

線(xiàn)圈對交流的作用

感應性電抗 ( XL)

線(xiàn)圈(電感器)具有能使直流順利通過(guò)，但對交流則起著(zhù)如同電阻般的阻礙作用，而且具有頻率越高越不容易通過(guò)的性質(zhì)。這種性質(zhì)叫做線(xiàn)圈的感應性電抗( XL )，其與交流頻率 ( f ) 、電感 ( L ) 之間存在著(zhù)如下的關(guān)系。

具有線(xiàn)圈的交流電路的電壓波形和電流波形

商用交流電是帶有正弦波(sin波)波形的交流電。當把線(xiàn)圈連接到交流電源時(shí)，通過(guò)自感應作用，在線(xiàn)圈中阻礙電流變化的方向上產(chǎn)生電動(dòng)勢。因此，隨著(zhù)電壓的變化電流將變化為如下滯后90°(1/4周期)的波形。

磁芯的磁化和磁導率

磁化曲線(xiàn)和磁飽和

線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通 ( Φ )與電感 ( L )和流動(dòng)的電流 ( I )呈比例關(guān)系。而且，由于電感與磁導率呈比例關(guān)系，因此如果磁芯使用高磁導率的磁性體，且通過(guò)的電流越大，產(chǎn)生的磁通越多。但是，磁性體匯集磁通的能力有限，如加大電流，則不久磁芯就會(huì )處于磁飽和狀態(tài)。此時(shí)的磁通密度 ( B )稱(chēng)為zui大磁通密度 ( Bm ) 。

磁芯的磁化過(guò)程和磁導率的變化

隨著(zhù)磁芯的磁化，磁芯的磁導率也跟著(zhù)變化。磁導率 ( μ )如下述曲線(xiàn)所示，用磁芯的磁化曲線(xiàn)斜率 ( θ )表示，原點(diǎn)附近的初磁化曲線(xiàn)的斜率特稱(chēng)為起始磁導率 (μ0 )。一般所說(shuō)的磁導率就是指這個(gè)起始磁導率，鐵氧體材料的產(chǎn)品目錄中記載的也是這個(gè)數值。

當加大通過(guò)線(xiàn)圈的電流、提高磁化強度時(shí)，磁導率也跟著(zhù)上升，不久就會(huì )達到極大値。這時(shí)稱(chēng)其為zui大磁導率 ( μm )，之后磁導率轉變?yōu)橄陆底冃　?

磁芯的渦流損耗

當交流電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，為了防止產(chǎn)生的磁通發(fā)生變化而產(chǎn)生了電動(dòng)勢，磁芯中將流過(guò)同心圓狀的電流。此電流叫做渦流，RI2 (R ：電阻、I ：電流)的功率將變成焦耳熱而被損耗掉。將此種情況就叫做渦流損耗。金屬磁芯由于其電阻低所以其渦流損耗也大。電源變壓器的磁芯之所以采用疊片鐵心就是為了減小渦流損耗。但是，在高頻情況下，渦流損耗將會(huì )增大并且發(fā)熱增加。由于鐵氧體的固有電阻值較高，因此渦流損耗較小，所以多用作高頻線(xiàn)圈和高頻變壓器等的磁芯。