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4.6 电感器
一、教学目标
了解电感线圈、电感的概念。
了解电感线圈的参数。
二、教学重点、难点分析
重点：
空心电感线圈、铁心电感线圈各自的特性（Ψ-I）。
电感线圈的参数。
难点：
同重点。
三、教具
电化教学设备。
四、教学方法
讲授法，多媒体课件。
五、教学过程
Ⅰ.导入
复习原来学习的第三章电容器的相关知识，以便作出对比总结。
电容器的概念、参数、种类及特点。（采用教师提问、学生回答，讨论总结的形式）
II.新课
在电子技术和电力工程中，常常遇到由导线绕制而成的线圈，如收音机中的高频扼流圈，日光灯电路中的镇流器等等，这些线圈统称为电感线圈，也叫电感器。
电感元件在电子电路中主要与电容组成LC谐振回路，其作用是调谐、选频、振荡、阻流及带通（带阻）滤波等。
如图1所示，为常用电感元件实物图及相应的电路符号。不论何种电感元件，其电路符号一般都由两部分组成，即代表线圈的部分与代表磁芯和铁芯的部分。线圈部分分为有抽头和无抽头两种。线圈中没有磁芯或铁芯时即为空心线圈，则不画代表磁芯或铁芯的符号。
一、电感器的常用分类
最常用到的电感器分类方法是：根据线圈内有无铁芯，分为空心和铁芯电感线圈。
1、空心电感线圈
A．定义：绕在非铁磁材料做成的骨架上的线圈，叫做空心电感线圈。
B．Ψ-I特性：
磁链Ψ：一个N匝的电感线圈通有电流I，在每匝线圈上产生的磁通为，则线圈的磁链为
磁通与磁链都是电流I的函数，都随电流的变化而变化。理论和实验都可以证明，磁链与电流I成正比，即
或 （式4-9）
式中 I——线圈中的电流，单位是安[培]，符合为A；
Ψ——线圈中的磁链，单位是韦[伯]，符号为Wb；
L——线圈的自感系数，简称自感或电感，单位是亨[利]，符号为H。
实际中常用到的符号还有，毫亨（mH）和微亨（μH）。
小结：空心线圈的附近只要不存在铁磁材料，其电感是一个常量，该常量与电流的大小无关，只由线圈本身的性质决定，即只决定于线圈截面积的大小，几何形状与匝数的多少。这种电感称为线性电感。
2、铁芯电感线圈
A．定义：在空心电感线圈内放置铁磁材料制成的铁芯，叫做铁芯电感线圈。
B．Ψ-I特性：通过铁芯线圈的电流与磁链不是正比关系，比值不是常数。
对于一个确定的电感线圈，磁场强度H与所通过的电流I成正比，即H与I一一对应；磁感应强度B与线圈的磁链Ψ成正比，即B与Ψ一一对应。可见，Ψ与I的曲线和B与H的曲线形状相同，如图4-20所示。（图见教材§4-6）
由图可见，电流为I1时对应的磁链Ф1，其电感为
,
电流为I2时对应的磁链Ф2，其电感为
.
显然，L1≠L2。
电感的大小随电流的变化而变化，这种电感叫非线性电感。
提示：有时为了增大电感，常常在线圈中放置铁芯或磁芯，使单位电流所产生的磁链剧增，从而达到增大电感的目的。
二、电感线圈的参数
电感元件是一个储能元件（磁场能），它有两个重要参数，一个是电感，一个是额定电流。
1、电感
电感量L也称自感系数，是用来表示电感元件自感应能力的物理量。
当通过一个线圈的磁通发生变化时，线圈中便会产生电势，这就是电磁感应现象。电势大小正比于磁通变化的速率和线圈匝数。自感电动势的方向总是组织电流变化的，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。
L的基本单位是H（亨[利]），实际用的较多的单位为毫亨（mH）和微亨（μH）。
2、额定电流
通常是指允许长时间通过电感元件的直流电流值。
选用电感元件时，其额定电流值一般要稍大于电流中流过的最大电流。
注意：实际的电感线圈常用导线绕制而成，因此除具有电感外还具有电阻。由于电感线圈的电阻很小，常可忽略不计，它就成为一种只有电感而没有电阻的理想线圈，即纯电感线圈，简称电感。
III.例题讲解，巩固练习
略。（见§教材4-6例题1）
IV.小结
（1）电感具有反映产生磁场，储存磁场能量的特征。
（2）电感线圈可以分为空心和铁芯电感线圈两大类。空心电感线圈为线性线圈，其Ψ-I关系呈一次线性关系，如图4-18所示；铁芯电感线圈为非线性线圈，其Ψ-I关系呈非线性曲线，如图4-20所示。
（3）电感线圈的两个最重要的参数是电感（自感系数）与额定电流。
V. 作业
略。

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