3.2.2 自感

3.8 自感和互感
(1)自感現象
當導體中的電流發生變化時,它周圍的磁場就隨著變化,并由此產生磁通量的變化,因而在導體中就產生感應電動勢,這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化,此電動勢即自感電動勢。這種現象就叫做自感現象。
自感現象是一種特殊的電磁感應現象,是由于導體本身電流發生變化引起自身產生的磁場變化而導致其自身產生的電磁感應現象。
自感現象在各種電氣設備和無線電技術中有廣泛的應用。例如,在如圖3-19所示日光燈電路圖里面,鎮流器是一個帶鐵芯的線圈,我們知道在日光燈啟動的時候需要一個很大的啟輝電壓,那么這個電壓是哪兒來的呢?當電路開關閉合的時候,由于啟輝器里面的氖氣放電而發出輝光,從而使得電路能夠接通,于是在鎮流器剛接通的瞬間,產生很大的自感電壓,于是日光燈進入正常的工作狀態。

圖3-19 日光燈電路圖
自感現象也有不利的一面,在自感系數很大而電流有很強的電路(如大型電動機的定子繞組)中,在切斷電路的瞬間,由于電流強度在很短的時間內發生很大的變化,會產生很高的自感電動勢,使開關的閘刀和固定夾片之間的空氣電離而變成導體,形成電弧,這會燒壞開關,甚至危害到人員安全。因此,切斷這段電路時必須采用特制的安全開關。
(2)電感量
對于不同的線圈,在電流變化快慢相同的情況下,產生的自感電動勢是不同的,電學中用自感系數來表示線圈的這種特征。自感系數簡稱自感或電感,用L表示。
實驗證明,穿過電感器的磁通量Φ和電感器通入的電流I成正比關系。磁通量Φ與電流I的比值稱為自感系數,又稱電感量,用公式表示為
L=Φ/I
電感量的基本單位為亨利(簡稱亨),用字母H表示,此外還有毫亨(mH)和微亨(μH),它們之間的關系是
1H=1×103mH=1×106μH
電感器是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件,其電感量的標注方法主要有直接標注法、色環標注法和文字符號標注法,如圖3-20所示。

圖3-20 電感量的標注方法
① 直接標注法 電感器一般都采用直接標注法,就是將標稱電感量用數字直接標注在電感器的外殼上,同時還用字母表示電感器的額定電流、允許誤差。小型固定電感一般均采用這種數字與符號直接表示其參數的方法。
例:電感器外殼上標有L、Ⅱ、470μH,表示電感器的電感量為470μH,最大工作電流為300mA,允許誤差為±10%。
② 色環標注法 色環標注在電感器的外殼上,其標注方法同電阻的標注方法一樣。第一個色環表示第一位有效數字,第二個色環表示第二位有效數字,第三個色環表示倍乘數,第四個色環表示允許誤差。
例:某電感器的色環依次為藍、綠、紅、銀,表明此電感器的電感量為6500μH,允許誤差為±10%。
③ 文字符號標注法 電感器的文字符號標志法同樣是用單位的文字符號表示,當單位為μH時,用L作為電感器的文字符號,其他與電阻器的標注相同。