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    電感

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    感應是電導體抵抗流過它的電流變化的趨勢。 電流的流動在導體周圍產生磁場。 場強取決于電流的大小,并跟隨電流的任何變化。 根據法拉第感應定律,通過電路的任何磁場變化都會在導體中感應出電動勢 (EMF)(電壓),這一過程稱為電磁感應。 這種由變化的電流產生的感應電壓具有與電流變化相反的作用。 這是由 Lenz 定律表述的,電壓稱為反電動勢

    感應被定義為感應電壓與引起它的電流變化率的比值。 它是一個比例因子,取決于電路導體的幾何形狀和附近材料磁導率。 為電路增加電感設計電子元件稱為電感器。 它通常由線圈或螺旋線組成。

    電感一詞由奧利弗·海維賽 (Oliver Heaviside) 于 1884 年 5 月創造。習慣上使用符號 L {\displaystyle L} 表示電感,以紀念物理學家海因里希·楞次 (Heinrich Lenz)。 在國際單位制中,電感的單位是亨利(H),它是當電流以每秒一安培的速率變化時引起一伏特電壓的電感量。 它以 Joseph Henry 的名字命名,他獨立于法拉第發現了電感。

    歷史

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    作為電磁學的一個方面,電磁感應的歷史始于古人的觀察:電荷或靜電(在琥珀上摩擦絲綢)、電流(閃電)和磁引力(磁石)。 了解這些自然力的統一性,以及電磁學的科學理論始于 18 世紀后期。

    邁克爾·法拉第于 1831 年首先描述了電磁感應。在法拉第的實驗中,他將兩根導線纏繞在鐵環的相對兩側。 他預計,當電流開始在一根導線中流動時,一種波會穿過環并在另一側引起一些電效應。 每次電池與xxx個線圈連接或斷開連接時,他都會使用檢流計觀察第二個線圈中的瞬態電流。 該電流是由電池連接和斷開時發生的磁通量變化引起的。 法拉第發現了電磁感應的其他幾種表現形式。 例如,當他快速將條形磁鐵滑入和滑出線圈時,他看到了瞬態電流,他通過使用滑動電導線旋轉條形磁鐵附近的銅盤來產生穩定的 (DC) 電流(法拉第' 盤)。

    電感來源

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    流過導體的電流 i {\displaystyle i} 會在導體周圍產生磁場,該磁場由安培環路定律描述。 通過電路的總磁通量 Φ {\displaystyle \Phi } 等于磁通量密度的垂直分量與跨越電流路徑的表面面積的乘積。 如果電流變化,通過電路的磁通量 Φ {\displaystyle \Phi } 就會變化。 根據法拉第感應定律,電路中通量的任何變化都會在電路中感應出電動勢(EMF, E {\displaystyle {\mathcal {E}}} ),與通量變化率成正比

    E ( t ) = ? d d t Φ ( t ) {\displaystyle {\mathcal {E}}(t)=-{\frac {\text{d}}{{\text{d}}t }}\,\披(t)}

    等式中的負號表示感應電壓的方向與產生它的電流變化方向相反; 這叫做楞次定律。 因此,該電勢稱為反電動勢。 如果電流增加,則電壓在電流進入的導體末端為正,在電流離開的末端為負,趨于減小電流。 如果電流減小,則電流離開導體的一端電壓為正,趨向于保持電流。 自感,通常簡稱電感,L {\displaystyle L} 是感應電壓與電流變化率的比值

    電感

    v ( t ) = L d i d t ( 1 ) {\displaystyle v(t)=L\,{\frac {{\text{d}}i}{{\text{d}}t}} \qquad \qquad \qquad (1)\;}

    因此,電感是導體或電路的一種特性,由于其磁場,它傾向于抵抗通過電路的電流變化。 國際單位制中電感的單位是亨利(H),以約瑟夫亨利命名,它是當電流以每秒一安培的速率變化時產生一伏特電壓的電感量。

    所有導體都有一定的電感,這在實際電氣設備中可能會產生有利或不利的影響。 電路的電感取決于電流路徑的幾何形狀和磁導率。

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