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    電源知識普及:電感的磁學

    2021-04-25 ryder

    1.磁場強度H,單位:A/m(從量綱可知,此物理量于電流同生共死。可以理解為一種電流的別名,存在的根據是安培環路定理)


    2.磁感應強度B,單位:wb/m2或T(是一種依賴磁導率u與H相互依存的物理量)


    3.磁導率u,B=uH。在MKS中,單位為:H/m。


    4.磁通=面積X磁感應強度



    5.磁鏈=匝數X磁通



    6.電感=磁鏈/電流



    由以上定律結合電磁學各種方程,可以得出以下等式:


    1.(安培環路定則)


    2.(法拉第電磁感應定律)


    3.(坡印亭定理)


    另外可以得到如下有用結論:


    1.相同磁芯下,電感值與匝數的平方成正比(結合坡印亭定理)



    由上式在工程上引入了電感系數這一概念。



    (意為在同等磁芯材料和規格下,每匝線圈所萌生的電感值,其大小只與磁芯相關)


    2.相同磁芯材料下,磁芯儲能能力與體積成正比。相同體積下,磁芯儲能能力與其準許的最大磁感應強度平方成正比。相同體積,相同磁感應強度下,磁芯儲能與其磁導率成反比。相同電感值,相同磁芯下,電感能量大小于電流平方成正比。(結合坡印亭定理)


    (u是絕對磁導率)


    3.由于,而I滿足基爾霍夫定律,所以類似的,Hlm也滿足。所以磁通也滿足,故有下面定義出現:


    磁動勢:


    所以定義磁阻:


    鐵損=磁滯損耗(由磁滯回線決定)+渦流損耗(由磁芯電阻率,尺寸決定)+殘留損耗(常忽略)



    實際上工程中,渦流損耗也經常忽略,尤其是在高頻軟磁情形下。


    5.另外,在直流偏置下,磁導率會降低,從而導致電感量下降,所以在計算電感量時,先要在最惡劣的情形下計算出最小電感(電感有最大峰值電流,也就是最大直流偏置,最易飽和),再根據Ap法算得的最大電感(無直流偏置)比較,確保邊值條件一致


    幾個定義:


    1.磁場強度H,單位:A/m(從量綱可知,此物理量于電流同生共死。可以理解為一種電流的別名,存在的根據是安培環路定理)


    2.磁感應強度B,單位:wb/m2或T(是一種依賴磁導率u與H相互依存的物理量)


    3.磁導率u,B=uH。在MKS中,單位為:H/m。


    4.磁通=面積X磁感應強度



    5.磁鏈=匝數X磁通



    6.電感=磁鏈/電流



    由以上定律結合電磁學各種方程,可以得出以下等式:


    1.(安培環路定則)


    2.(法拉第電磁感應定律)


    3.(坡印亭定理)


    另外可以得到如下有用結論:


    1.相同磁芯下,電感值與匝數的平方成正比(結合坡印亭定理)



    由上式在工程上引入了電感系數這一概念。



    (意為在同等磁芯材料和規格下,每匝線圈所萌生的電感值,其大小只與磁芯相關)


    2.相同磁芯材料下,磁芯儲能能力與體積成正比。相同體積下,磁芯儲能能力與其準許的最大磁感應強度平方成正比。相同體積,相同磁感應強度下,磁芯儲能與其磁導率成反比。相同電感值,相同磁芯下,電感能量大小于電流平方成正比。(結合坡印亭定理)


    (u是絕對磁導率)


    3.由于,而I滿足基爾霍夫定律,所以類似的,Hlm也滿足。所以磁通也滿足,故有下面定義出現:


    磁動勢:


    所以定義磁阻:


    鐵損=磁滯損耗(由磁滯回線決定)+渦流損耗(由磁芯電阻率,尺寸決定)+殘留損耗(常忽略)



    實際上工程中,渦流損耗也經常忽略,尤其是在高頻軟磁情形下。


    5.另外,在直流偏置下,磁導率會降低,從而導致電感量下降,所以在計算電感量時,先要在最惡劣的情形下計算出最小電感(電感有最大峰值電流,也就是最大直流偏置,最易飽和),再根據Ap法算得的最大電感(無直流偏置)比較,確保邊值條件一致

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