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互感

当一线圈中的电流发生变化时,在临近的另一线圈中产生感应电动势,叫做互感现象。互感现象是一种常见的电磁感应现象,不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间

mutual inductance

如图1所示

有两个临近的回路(1)和(2),载有电流I1,I2.则由I1产生的磁场穿过(2)的回路,磁通量

Φ21应和I1成正比。

Φ21=M21*I1

同理,由I2产生的磁场穿过(1)的回路,磁通量为Φ12=M12*I2

M12、M21均可称为互感系数。可以证明M12=M21=M,简称互感。

1.两个电路或它们的部分之间的感应的量度。

2.如果有两只线圈互相靠近,则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链。当第一线圈中电流发生变化时,则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化,在第二只线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感现象

它的基本原理就是磁的耦合

无论在何处,只要存在两个电流回路,就会有互感。一个回路的电流产生一个磁场,而该磁场会影响第二个回路。两个回路相互作用,其相互作用的系数随距离的增加快速地减小。两个回路之间相互作用的系数称为它们的互感,单位是亨利(H),或伏-秒/安培。两个电路之间的互感耦合相当于一个连接在电路A和电路B之间的微小变压器。无论何处,对于两个相邻电流回路的相互作用,可以看成是一个变压器的初级和次级,从面得到互感。

互感现象在电子和电子技术中应用很广,通过互感,线圈可以使能量或信号由一个线圈很方便的传递到另外一个线圈。利用互感现象原理我们可以制成变压器,感应圈等。但是自感在某些情况下也会带来不利的影响,在这种情况下我们应该设法减少互感的耦合

两个线圈之间的互感系数与其各自的自感系数有一定的联系。当两个线圈中每一个线圈所产生的磁通量对每一匝而言都相等。并且全部穿过另一个线圈的每一匝,这种情形叫无漏磁。将两个线圈密排并缠在一起就能做到这一点。在这种情形下互感系数与各自的自感系数之间的关系比较简单。

M=N1Φ12/I2=N2Φ21/I1

L1=NIΦ1/I1,L2=N2Φ2/I2

由于无漏磁Φ12=Φ1,Φ21=Φ2

所以M=N1Φ2/I2=N2Φ1/I1k为耦合系数

得到M=K√(L1L2)

E=M12*ΔI1/Δt

注解:M12称为线圈1对线圈2的互感系数,ΔI1线圈1的变化电流,t:所用时间,ΔI1/Δt:线圈1电流变化率(变化的快慢)。

互感系数的大小取决于两个线圈的几何形状,大小,相对位置,各自的匝数以及它们周围介质的磁导率,互感系数通过实验方法来测定。计算比较复杂。

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