電感是什么？線性電感中電壓電流的關系

1、定義

把金屬導線繞在一骨架上構成一實際電感線圈，當電流通過線圈時，將產生磁通，是一種抵抗電流變化、儲存磁能的部件。電感元件是實際線圈的一種理想化模型，它反映了電流產生磁通和磁場能量儲存其元件特性是磁通鏈Ψ與電流I的代數關系。下圖所示為工程應用中實際的電感元器件照片。

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2、線性時不變電感

任何時刻，通過電感元件的電流i與其磁鏈y成正比的電感稱為線性時不變電感。

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電感的單位是亨[利](H)或(mH)。圖2(a)所示為電容元件電路符號；圖2(b)為線性時不變電感元件的韋安特性曲線，y~i特性為過原點的直線。

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3、線性電感的電壓、電流關系

當線性電感元件的電壓電流取關聯參考方向，如圖6.4(a)所示，根據電磁感應定律與楞次定律，得到電壓與電流的關系

?(3)

注意：

① 電感電壓u 的大小取決于i 的變化率，與 i 的大小無關，電感是動態元件；

② 當i為常數（直流）時，u =0。電感相當于短路。

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式(3)的逆關系可寫為

?(4)

上式表明：

①某一時刻的電感電流值與-￥到該時刻的所有電壓值有關，即電感元件有記憶電壓的作用，電感元件也是記憶元件；

②研究某一初始時刻t₀以后的電感電流，不需要了解t₀以前的電流，只需知道t₀時刻開始作用的電壓u和t₀時刻的電流i(t₀)；

③上式中i(t₀)稱為電感電壓的初始值，它反映電感初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態。

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4、電感的功率和儲能

①電感的功率

在電壓和電流的關聯參考方向下，線性電容元件吸收的功率為

?(5)

當電流增大，p>0，電感吸收功率；當電流減小，p<0，電感發出功率。表明電感能在一段時間內吸收外部供給的能量轉化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內又把能量釋放回電路，因此電感元件是儲能元件，它本身不消耗能量。

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②電感的儲能

?(6)

電感的儲能只與當時的電流值有關，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變。電感儲存的能量一定大于或等于零。