互感系数
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互感系数(coefficient of mutual induction)是互感现象中在一个电路中所感生的磁通除以在另一个电路中产生该磁通的电流,互感系数的公式为ε1=M×ΔI2/Δt
一个线圈中的互感电动势不仅与另一线圈中电流改变的快慢有关,而且也与两个线圈的结构以及它们之间的相对位置有关。由毕奥萨伐尔定律,电流产生的磁场大小与电流成正比
中文名
互感系数
外文名
coefficient of mutual induction
所属学科
电磁学
公式
ε1=M×ΔI2/Δt
符号
M
单位
亨利(H
物理意义
互感器产生互感电动势能力大小
1.1定义
2.2推导
定义
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当线圈1中的电流变化时所激发的变化磁场,会在它相邻的另一线圈2中产生感应电动势;同样,线圈2中上的电流变化时,也会在线圈1中产生感应电动势。这种现象称为互感现象,所产生的感应电动势称为互感电动势
推导
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设线圈1所激发的磁场通过线圈2的磁通匝链数
,按照毕奥-萨伐尔定与线圈1中的电流
12成正比
2.10);
同理,设线圈2激发的磁场通过线圈1的磁通匝链数为
,有
2.11);
式(2.10贾登 史密斯)和(2.11)中的
比例系数,它们由线圈的几何形状、大小、匝数以及线圈之间的相对位置所决定,而与线圈中的电流无关。
当线圈1中的电流强度
12 改变时,通过线圈2的磁通匝链数将发生变化。按
法拉第定律,在线圈2中产生的感应电动势为:
2.12);
圣母颂小提琴同理线圈2中的电流强度
21 改变时,线圈1中产生的感应电动势为:
(2.13)
由此两式可以看出,比例系数越大,互感电动势则越大,互感现象越强。称为互感系数,简称互感。
理论上和实验中都证明M12M21 相等,一般用M来表示,
而不再去区分它是哪一个线圈对哪一个线圈的互感系数。因此,在两个具有互感的线圈中。若线圈中的电流变化率相同,则分别在另一线圈中产生相等的感应电动势[1]
自感系数
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自感系数表示线圈产生自感能力的物理量,常用L来表示。简称自感或电感。自感系数的单位是亨利,简称亨,符号是H[1]
中文名
自感系数
外文名
coefficient of self-inductance
意义
表示线圈产生自感能力的物理量
符号表示
L
简称
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自感或电感
单位
亨利
定义
单位电流变化率产生的自感电动势
属于
电磁感应现象
1.1系数定义
2.2决定因素
3.3计算式
4.4单位介绍
系数定义
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1.在单位电流变化率ΔI/Δt下,*个自感线圈产生的自感电动势E的大小。(比值法定义)
周扬青年龄自感
2.L=Ψ/i(当线圈为多匝时,通过各匝线圈的磁通量之和称为磁通匝链数Ψ,若通过每匝线圈的磁通量Φ都相同,则Ψ=NΦN线圈匝数
决定因素
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决定因素
线圈的自感系数跟线圈的形状、长短、匝数以及是否有铁芯等因素有关。线圈越长,单位长度上匝数越多,截面积越大,他的自感系数就越大。另外,有铁心的线圈的自感系数,比没有铁心时要大得多,对于一个现成的线圈来说,自感系数是一定的。 [2]
计算式
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线圈面积越大、线圈越长、单位长度匝数越密,它的自感系数就越大。另外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大的多。计算公式为L=uSN^2)/l,各字母含义:u代表线圈中
的介质磁导率,S代表线圈面积,N代表线圈匝数,l代表线圈长度。
自感系数的计算比较复杂,常用实验方法测定,简单情形则可由毕--拉定律和Ψ=LI计算。
推导
i为电流大小,μ为线圈中的介质磁导率,n为线圈匝数密度,N为线圈总匝数(N=nl),S为线圈面积,l为线圈长度,V为线圈体积(V=Sl)。
根据自感系数的定义L=Ψ/i=NΦ/i=nlBS/i
根据毕奥-萨伐尔定律,计算出无限长直螺线管内部的磁感应强度B=μni
L=μn^2lSi/i=μn^2Sl=μn^2V
若将n=N/l代入L=μn^2Sl即得L=μN^2Sl/l^2=μN^2S/l
无限长直螺线管适用公式
自感系数计算公式为L=μn²V,各字母含义:μ代表线圈中的介质磁导率,n代表线圈匝数密度(单位长度内的匝数),V代表线圈体积。
或写为L=μSN^2)/l,各字母含义:μ代表线圈中的介质磁导率,S代表线圈面积,N代表线圈总匝数,l代表线圈长度。
解释
两个公式看似不同,实则等效。线圈匝数越多则nlN越大,L越大;匝数越密则nN/l越大,L越大;越长则lN^2/l越大,L越大;截面积越大则S越大,L越大;加入铁芯则μ增大,L增大。 [3]
求自感L的常用公式
图(1
如图(1)所示。
单位介绍
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如果通过线圈的电流在1秒钟内改变1安时产生的自感电动势是1伏,这个线圈的自感系数就是1亨。所以:1=1·/安。
常用的较小的单位有毫亨(mH微亨(μH
1H=1000mH=1000000μH