《电感元件》.
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《电工电子技术基础》教材课后习题与答案学习情境一课后习题及答案1.低压电器是指工作电压在交流1200V或直流_1500_V以下的各种电器。
2.热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器,它在电路中主要用作是对三相异步电动机起过载保护作用。
3.接触器用于远距离频繁地接通或断开交直流及大容量控制电路的一种自动开关电器。
45.电流对人体的伤害形式为电击和电伤。
绝大部分的触电事故是由电击_引起的。
6. 交流接触器发热主要是指( C )。
A、线圈B、铁心C、触头D、短路环7.选用交流接触器应全面考虑( A )的要求。
A、额定电流、额定电压、吸引线圈电压、辅助接点数量B、额定电流、额定电压、吸引线圈电压C、额定电流、额定电压、辅助接点数量D、额定电压、吸引线圈电压、辅助接点数量8. 我国标准规定:工频安全电压有效值的限值为( B )V。
A、 220B、 50C、 36D、 69. 所有断路器都具有(C )。
A、过载保护和漏电保护B、短路保护和限位保护C、过载保护和短路保护D、失压保护和断相保护10. 热继电器用作电动机的过载保护,适用于( D )。
A、重载间断工作的电动机B、频繁起动与停止的电动机C、连续工作的电动机D、任何工作制的电动机《电工电子技术基础》教材课后习题与答案学习情境二课后习题与答案1.用指针万用表测量( BC )时,表笔接线的极性必须正确。
[多选题]A、直流电阻B、直流电压C、直流电流D、交流电流2.在使用钳形电流表测量检测电流时:(ACD )。
[多选题]A、只能让被测导线(电线)穿过钳口B、需要将电路切断停机后才能进行测量C、可以在不切断电路的情况下来测量电流D、钳形表一般准确度不高E、只能让被测导线(电线)压在钳口上3. 电流互感器和电压互感器与电能表配合使用时其正确极性应是(B)。
[单选题]A、加极性B、减极性C、加极性或减极性均可4. 感应式电能表的驱动力矩是电压和电流元件产生的,电压元件的功率消耗要比电流元件(B)。
电感元件的特点电感元件是一种常见的电子元件,它在电路中起到储存和释放电能的作用。
电感元件的特点有以下几个方面:1. 电感元件具有储能和释能的能力。
当通过电感元件的电流发生变化时,它会产生磁场并储存电能。
当电流停止或改变方向时,磁场会产生电流并释放储存的电能。
这种能够储存和释放电能的特性使得电感元件在电路中具有重要的作用。
2. 电感元件对交流电有很好的阻抗特性。
电感元件对交流电的阻抗随着频率的增加而增加,这是由于电感元件的磁场对频率较高的交流电有更强的阻碍作用。
因此,电感元件可以用来控制电路中的交流电流,例如用来滤除高频噪声。
3. 电感元件对直流电有较低的阻抗特性。
直流电经过电感元件时,由于直流电的频率为零,磁场对直流电的阻碍作用也为零,所以电感元件对直流电的阻抗较低。
这使得电感元件在电路中可以用来阻断直流电的流动,例如用来控制电路中的开关。
4. 电感元件具有自感现象。
当电感元件中的电流发生变化时,它会产生感应电动势,这个现象被称为自感现象。
自感现象使得电感元件在电路中起到了限制电流变化的作用,可以用来稳定电路中的电流。
5. 电感元件的电感值可以调节。
电感元件的电感值可以通过改变元件的结构或材料来调节。
通过调节电感元件的电感值,可以改变电路中的电流和电压的关系,从而实现对电路性能的调节。
在实际应用中,电感元件广泛应用于电源、通信、电子设备等领域。
例如,电感元件可以用来滤除电路中的噪声,提高通信质量;还可以用来构造振荡电路,产生稳定的信号;此外,电感元件还可以用来构造电源滤波器,提供稳定的电源电压。
总结起来,电感元件具有储能和释能的能力,对交流电有很好的阻抗特性,对直流电有较低的阻抗特性,具有自感现象,电感值可以调节。
这些特点使得电感元件在电子领域中具有重要的应用价值,并且在电路设计和电子设备制造中发挥着重要的作用。
电子设计根底关键元器件篇〔三〕:电感电感:当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵抗通过线圈中的电流。
我们把这种电流与线圈的互相作用关系称其为电的感抗,也就是电感,单位是“亨利〞〔H〕。
电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。
用L 表示,单位有亨利〔H〕、毫亨利〔mH〕、微亨利〔uH〕,1H=10^3mH=10^6uH。
一、电感器的作用与电路图形符号〔一〕电感器的电路图形符号电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母“L〞表示,上图是其电路图形符号,以下图是实物图。
〔二〕电感器的作用电感器的主要作用是对交流信号进展隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐二、电感器的构造与特点电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯等组成。
1.骨架骨架泛指绕制线圈的支架。
一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器〔如振荡线圈、阻流圈等〕,大多数是将漆包线〔或纱包线〕环绕在骨架上,再将磁芯或铜芯、铜芯等装入骨架的内腔,以进步其电感量。
骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。
小型电感器〔例如色码电感器〕一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁芯上。
空心电感器〔也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中〕不用磁芯、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定间隔。
2.绕组绕组是指具有规定功能的一组线圈,它是电感器的根本组成部分。
绕组有单层和多层之分。
单层绕组又有密绕〔绕制时导线一圈挨一圈〕和间绕〔绕制时每圈导线之间均隔一定的间隔〕两种形式;多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。
3.磁芯与磁棒磁芯与磁棒一般采用镍锌铁氧体〔NX系列〕或锰锌铁氧体〔MX系列〕等材料,它有“工〞字形、柱形、帽形、“E〞形、罐形等多种形状,如右图所示。
电感元件
1. 电压与电流的相量关系
图1(a )是一个线性电感L 的交流电路,根据电感元件L 的物理特性,在取关联参考方向情况下,u L 和i L 满足微分关系
t
i L u d d L L = 对直流电路而言,由于稳态时电感电流i L 为一恒定值,故这时没有感应电压u L ,即u L =0,所以在直流电路中电感元件L 相当于两端短接;而在交流电路中,由于i L 随时间按正弦规律变化,就会在L 两端产生感应电压u L ,它仍为一正弦函数,这时它的物理特性是起阻碍电流变化的作用。
设t I i m ωsin L =,则有 ()()
90sin cos d sin d d d L L +====t LI t LI t t I L t i L u m m m ωωωωω ()
90sin +=t U m ω (1) 由此看出在理想电感电路中,u L 和i L 是同频率的正弦量并且在相位上u L 超前于电流i L
90,如图1(b)所示。
如用一个相量式来表达电感中电压和电流之间的大小和相位两方面的关系,则此相量式可表述如下 m
m I L j U ω= 或 I L j U
ω= (2) 若令L X ω=L ,则上式可写成
I jX U L = (3)
可用相量图表示为图1(c)所示。
X L 称为电感元件的感抗,它同样具有电阻的量纲即其单位也是欧姆(Ω),其大小与频率f 及电感量L 成正比。
频率越高或者是电感量越大则感抗X L 就越大,它对电流的阻碍作用也就越大,所以在高频电路中X L 趋于很大,电感元件L 可看作开路;而对直流电路来说由于f =0,感抗X L =0,此时电感元件就相当于短路,这和我们在前面所介绍的有关内容是十分符合的。
需提请注意的是,感抗X L 是电感中电压与电流的幅值或有效值之比,而不是瞬时值的比值,所以不能写成i
u X =L ,这与电阻电路是不一样的。
在电感元件中电压与电流之间成
导数关系⎪⎭
⎫ ⎝⎛
=dt di L u 而不是正比关系。
另外,电感元件中电压和电流的相量式I jX U L =,它既包含了电压与电流间的大小关系I X U L =,又包含了电压超前电流 90的概念。
对于
这一点我们要认真加以注意,在实际应用时要根据待求量的意义来进行分析考虑。
若电感中电流的初相不为零时,如i
I I ψ∠= 时,则)90( +∠=i U U ψ,即对于电感元件而言,电压总要超前于电流 90,其相位差
90=ϕ具有绝对性。
2) 电感元件的瞬时功率及无功功率
图1(d )表示了线性电感L 的功率情况,设电感元件中电流和电压为
⎪⎭⎫ ⎝
⎛+==2sin sin πωωt U u t
I i m m 则电感元件的瞬时功率为 t t I U t I t U ui p m m m m ωωωπωsin cos sin 2sin =⋅⎪⎭
⎫ ⎝⎛
+== t UI ω2sin = (4)
电感元件吸收的能量和释放的能量是相等的,这说明电感元件实际上是不消耗电能的,故其有功功率或平均功率应当为零。
当然,这也可通过数学推导来说明
02sin T
1T 1T 0 T 0 L ====⎰⎰tdt UI pdt P P ω 电感元件虽不消耗能量,但作为一种理想的电路元件,它在电路中要体现出自己本身的物理属性,这一属性就是表现在它与电源要进行能量的交换。
为了衡量这种能量交换的规模或程度,我们引入“无功功率”这一概念,规定无功功率等于瞬时功率的幅值。
如用符号Q 来表示无功功率,则电感元件的无功功率为
L 2
L 2
L X U X I UI Q === (5) 为了与有功功率相区别,无功功率Q 的单位称为乏(Var)或千乏(KVar)。
需说明的是,一个实际的电感元件总是含有一定内阻的,它可看成是该内阻与一个理想电感串联而成。
例1 一个线圈的电感L =10mH ,设内阻忽略不计,接到电源V 314sin 2100t u = 上,求这时的感抗、电流和无功功率Q ,并画出相量图;若电压幅值不变,而频率变为Z 31050H ⨯='f ,问感抗和电流又为多少?
解 r a d /s
314=ω Var
31808.31100A 908.3114
.3010014.310103143=⨯==-∠=∠==Ω
=⨯⨯==-UI Q j jX U I L X L L L ω 相量图如图2所示。
当z f H ⨯='31050时 mA 9018.3314001003140101010502233 -∠=∠='=Ω
=⨯⨯⨯⨯='='-j jX U I L f X L
L ππ
图1 电感元件的交流电路
图2 例1解图。