电源知识普及:电感的磁学

2019-11-12      2248 次浏览

几个定义:


1.磁场强度H,单位:A/m(从量纲可知,此物理量于电流同生共死。可以理解为一种电流的别名,存在的依据是安培环路定理)


2.磁感应强度B,单位:wb/m2或T(是一种依靠磁导率u与H相互依存的物理量)


3.磁导率u,B=uH。在MKS中,单位为:H/m。


4.磁通=面积X磁感应强度



5.磁链=匝数X磁通



6.电感=磁链/电流



由以上定律结合电磁学各种方程,可以得出以下等式:


1.(安培环路定则)


2.(法拉第电磁感应定律)


3.(坡印亭定理)


另外可以得到如下有用结论:


1.相同磁芯下,电感值与匝数的平方成正比(结合坡印亭定理)



由上式在工程上引入了电感系数这一概念。



(意为在同等磁芯材料和规格下,每匝线圈所产生的电感值,其大小只与磁芯相关)


2.相同磁芯材料下,磁芯储能能力与体积成正比。相同体积下,磁芯储能能力与其允许的最大磁感应强度平方成正比。相同体积,相同磁感应强度下,磁芯储能与其磁导率成反比。相同电感值,相同磁芯下,电感能量大小于电流平方成正比。(结合坡印亭定理)


(u是绝对磁导率)


3.由于,而I满足基尔霍夫定律,所以类似的,Hlm也满足。所以磁通也满足,故有下面定义出现:


磁动势:


所以定义磁阻:


铁损=磁滞损耗(由磁滞回线决定)+涡流损耗(由磁芯电阻率,尺寸决定)+残留损耗(常忽略)



实际上工程中,涡流损耗也常常忽略,尤其是在高频软磁情形下。


5.另外,在直流偏置下,磁导率会降低,从而导致电感量下降,所以在计算电感量时,先要在最恶劣的情形下计算出最小电感(电感有最大峰值电流,也就是最大直流偏置,最易饱和),再依据Ap法算得的最大电感(无直流偏置)比较,确保边值条件一致


几个定义:


1.磁场强度H,单位:A/m(从量纲可知,此物理量于电流同生共死。可以理解为一种电流的别名,存在的依据是安培环路定理)


2.磁感应强度B,单位:wb/m2或T(是一种依靠磁导率u与H相互依存的物理量)


3.磁导率u,B=uH。在MKS中,单位为:H/m。


4.磁通=面积X磁感应强度



5.磁链=匝数X磁通



6.电感=磁链/电流



由以上定律结合电磁学各种方程,可以得出以下等式:


1.(安培环路定则)


2.(法拉第电磁感应定律)


3.(坡印亭定理)


另外可以得到如下有用结论:


1.相同磁芯下,电感值与匝数的平方成正比(结合坡印亭定理)



由上式在工程上引入了电感系数这一概念。



(意为在同等磁芯材料和规格下,每匝线圈所产生的电感值,其大小只与磁芯相关)


2.相同磁芯材料下,磁芯储能能力与体积成正比。相同体积下,磁芯储能能力与其允许的最大磁感应强度平方成正比。相同体积,相同磁感应强度下,磁芯储能与其磁导率成反比。相同电感值,相同磁芯下,电感能量大小于电流平方成正比。(结合坡印亭定理)


(u是绝对磁导率)


3.由于,而I满足基尔霍夫定律,所以类似的,Hlm也满足。所以磁通也满足,故有下面定义出现:


磁动势:


所以定义磁阻:


铁损=磁滞损耗(由磁滞回线决定)+涡流损耗(由磁芯电阻率,尺寸决定)+残留损耗(常忽略)



实际上工程中,涡流损耗也常常忽略,尤其是在高频软磁情形下。


5.另外,在直流偏置下,磁导率会降低,从而导致电感量下降,所以在计算电感量时,先要在最恶劣的情形下计算出最小电感(电感有最大峰值电流,也就是最大直流偏置,最易饱和),再依据Ap法算得的最大电感(无直流偏置)比较,确保边值条件一致


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