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怎樣理解電感的通直隔交

圖文 更新时间:2024-05-12 18:57:00

接着上一次,我們繼續探讨安培環路定理的應用

問題:空氣幾乎永遠都不會飽和,良導磁材料存在易飽和問題,那麼我們為什麼還要選擇良導磁材料做電感呢?如何達到我們的要求,即滿足電感量也要滿足儲能要求?

記得前幾次提到的嗎?電感的意義,表示産生磁場密度或磁感應強度的能力。這個能力就是電感量啊。

其實對良導磁材料進行氣隙的引入,就是即滿足電感量也滿足儲能,歸根結底,氣隙的引入就是"稀釋"良導磁材料的磁導率,得到一個有效磁導率,借助空了氣這個"催化劑"或"遲滞劑"。

依然了解一下磁場的系統響應框圖(為了易于理解,用響應做一個類比,不準之處望諒解)如下:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)1

磁場的系統響應類比框圖

由以上框圖得到關系式:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)2

(1)

磁通量:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)3

(2)

結合(1)和(2)得到:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)4

(3)

其中A是磁芯的截面積,u是磁介質的絕對磁導率

依舊借助規則磁芯,如下圖(規則磁芯被磨掉一部分當做磁芯的氣隙):

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)5

開氣隙

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)6

結合安培環路定理:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)7

(4)

上式中中磁路長度:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)8

(5)

即為磁介質磁路 空氣磁路,由于磁場被限制在磁芯中,因此氣隙磁通和磁芯磁通是相等的,即Φc=Φg=Φ

結合(3)(4)和(5)得到

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)9

(6)

忽略空氣邊緣效應,理想情況下:

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)10

(7)

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)11

(8)

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)12

(9)

所以結合(6)(7)和(8)

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)13

(10)

結合(2)(10)得到

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(11)

式中當lg=0時,成為沒有氣隙的式子

由于氣隙使得磁路長度從由于氣隙使得磁路長度從

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)15

增加到

怎樣理解電感的通直隔交(安培環路定理對電感開氣隙的意義2)16

,增大了磁阻,減弱了磁場,即磁芯中一點點的氣隙,在良導磁材料下,對空氣磁路長度進行成千倍的擴大,磁感應強度或磁通密度得到"稀釋"。

今天先到這裡,之後接着上述讨論進一步探讨氣隙對電感量的影響。

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