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电感线圈在交流电路中的特性及应用是什么

来源: | 发布日期:2022-09-10
  电感线圈同样对电流具有阻碍作用,阻碍的大小用感抗来表示,也就是通常看到的ZL,且给一个通电线圈通入交变电流,在电感线圈上会产生感应电势–e,感应电势的大小与电感与电流的变化率成正比,即:–e=Ldi/dt。

  若在电感线圈的单一回路上通入交流电,电流为i,且i=√2Isinωt,根据公式–e=Ldi/dt可得:–e=Ld√2Isinωt/dt=√2IωLsin(ωt+π/2),端电压u=–e,所以u=√2IωLsin(ωt+π/2)。这就是在此单一回路中,端电压的瞬时表达式。可见,在瞬间某一时刻,瞬时电压在相位上总是超前电流π/2的。


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  若用有效值表达,U=lωL,ωL就是电感线圈的感抗,即XL=ωL。它所表达的就是电感线圈对电流的阻碍作用,电感总要阻碍原磁场的变化,字面理解为:感抗XL越大,通过电感的电流就会越小。
  由XL=ωL可得,XL=2πfL,所以,感抗与电源频率f和电感量L成正比,在电源频率不变的情况下,电感量L越大,XL就越大,对电流的阻碍作用就越强。
  若在电感量L不变的情况下,频率越高,XL同样就越大,若频率趋于无穷大,那么,电感线圈就相当于断路了,电流就不可能通过电感线圈。在直流电路中,频率为0,那么,电感线圈就没有任何阻抗了,相当于短路状态。
  所以,电感线圈在电路中具有阻高频,通低频的特性。这一特性在滤除谐波的电路中有非常重要的应用。比如在变频器的输出回路中串接电抗器,其实就是套有铁芯的电感线圈,目的就是为了滤掉变频器产生的高次谐波,使高次谐波不能通过电抗器,进而不能进入电机绕组,避免高次谐波对电机绕组造成伤害。
  需要再次明确的是,在单一电感支路当中,电压、电流的瞬时值并不存在正比关系,上面提过,电压与电感量和电流变化率成正比,这是它们的瞬时关系,只有在有效值的情况下,才满足电压、电流与感抗之间的欧姆定律,即U=IXL。
  好了,以上就是有关电感线圈在交流电路中的特性及应用,希望可以帮助到大家。

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