《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。
什么是电感?电感在电路中的作用原理及元
器件符号
1.电感(Inductor)是我们常见的磁性元器件之一,简洁说它在电路中主要是通过阻碍沟通电流的变化来实现其功能的。
2.电感在电子电路中通常用字母“L”来表示,其原理图中元器件符号如下:
常用电感图示
b.电感的基本结构介绍
电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此相互绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以由实心的铁芯或磁粉芯组成,下面以模压电感图片为例展现电感的基本构造。
c.电感的工作原理简述
线圈中通过沟通电流时,其四周将呈现出随时间而变化的磁力线.依据法拉弟电磁感应定律---磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,当感应电动势形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流,由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总要力图阻挡原来磁力线的变化。
d.电感在电路的特点
通直流阻沟通(即:抱负的电感器对直流电流没有任何阻碍作用;对沟通电流随着频率的增加其阻碍作越来越明显)。
e.电感的主要作用
滤波(纹波及EMI消退);
储能(开关电源和逆变电源中广泛使用);谐振(收音机选频,LC振荡电路);
陷波(高通或低通以及带通陷波电路);。
电感元件的特点电感元件是一种用来存储和释放磁场能量的passives 元件。
它们通常由线圈或螺线管组成,是电子电路中常见的元件之一。
电感元件的特点有很多,下面我将详细解释并扩展这些特点。
电感元件具有自感性。
自感性是指当电流通过电感元件时,会在元件中产生磁场,并由此导致电压的变化。
这种特性使得电感元件在电子电路中扮演着重要的角色,可以用来实现信号滤波、阻抗匹配和能量存储等功能。
此外,由于自感性的存在,电感元件还可以用来产生电磁感应现象,从而实现电能与磁能之间的转换。
电感元件具有电阻。
电感元件中的线圈或螺线管都会有一定的电阻,这会导致通过元件的电流产生能量损耗。
因此,在设计电子电路时,需要考虑到电感元件的电阻对电路性能的影响,以便选择合适的元件参数。
电感元件还具有频率依赖性。
这意味着电感元件的电感值会随着电流频率的变化而变化。
在高频电路中,电感元件的频率依赖性可能导致信号失真或能量损耗,因此需要特殊考虑。
电感元件还有磁饱和效应。
当电流通过电感元件时,其中的磁场强度会随着电流的增大而增大,直至达到一定的饱和磁场强度。
一旦磁场饱和,电感元件的电感值将不再随电流的增加而线性增加,这可能导致电路性能的不稳定。
电感元件还具有温度依赖性。
温度的变化会影响电感元件的电阻和电感值,进而影响整个电路的性能。
因此,在设计电子电路时,需要考虑到电感元件的温度特性,以确保电路在不同工作温度下的稳定性。
总的来说,电感元件在电子电路中具有多种特点,包括自感性、电阻、频率依赖性、磁饱和效应和温度依赖性。
了解这些特点可以帮助工程师更好地设计和应用电感元件,以实现电路的稳定性和性能优化。
在未来的电子技术发展中,电感元件仍将发挥重要作用,为各种电子设备和系统的性能提升提供支持。
第二篇 动态电路的时域分析第五章 电容元件与电感元件● 电容元件 ● 电容的VCR● 电容电压的连续性质与记忆性质 ● 电容的储能 ● 电感元件 ● 电感的VCR● *电容与电感的对偶性 状态变量学 习 目 标本章重点:理解动态元件L 、C 的特性,并能熟练应用于电路分析。
一.动态原件包括电容元件和电感元件。
电压电流关系都涉及对电流、电压的微分或积分。
电路模型中出现动态元件的原因:1)有意接入电容器或电感器,实现某种功能;2)信号变化很快时,实际器件已不能再用电阻模型表示。
二.电阻电路与动态电路1.电阻电路是无记忆性(memoryless )即时的(instantaneous);2.动态电路(至少含有一个动态元件的电路 )在任一时刻的响应与激励的全部过去历史有关。
注:电阻电路和动态电路均服从基尔霍夫定律。
动态电路分析与电阻电路分析的比较电阻电路动态电路组成 独立源,受控源,电阻 电感,电容 (独立源,受控源,电阻)特性 耗能 贮能(电能,磁能) ——贮能状态 电路方程 代数方程微分、积分(一阶、 二阶)VCRi R u =⎰∞-==tc cd i c u dt du ci ) (1 ττ§5.1 电 容 元 件一、电容元件的基本概念电容器是一种能储存电荷的器件电容元件是电容器的理想化模型是一个理想的二端元件。
图形符号如右所示:u q C =电容的SI 单位为法[拉], 符号为F;1 F=1 C /V常采用微法(μF )皮法(pF )作为其单位。
F pF F F 126101101--==μ§5.2 电 容 的VCR一、电容元件的VCR ——电压表示电流1.当电容上电压与电荷为关联参考方向时,电荷q 与u 关系为:q(t)=Cu(t) C 是电容的电容量,亦即特性曲线的斜率。
2.当u 、i 为关联方向时,据电流强度定义有:dt du C dt dCu dt dq t i ===)(非关联时:表明:在某一时刻电容的电流取决于该时刻电容电压的变化率。
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。