关于影响线圈电感大小因素的讨论.doc

现代电路理论报告——关于影响线圈电感大小因素的讨论电感线圈是电路中非常常见的电子器件,它利用电磁感应的原理工作。在平常的实验中,电感线圈常常需要自己缠绕。我们在上次课中试着缠了几个电感线圈,也通过测试仪器测出了它的电感量。通过比较我们发现,采用同样的磁环、相同的导线,缠出的电感量也不尽相同。考虑到实际应用中可能涉及到的因素更多,那么究竟哪些因素影响了电感量、它们之间的关系又是怎样的,就是一个值得研究探讨的问题。本文是通过查询论文的方法来总结出结论的。通过查询论文可以知道,直接探讨影响电感值因素的文章不多,但是有很多文章是关于如何计算电感量的,那么,可以通过计算公式来探讨影响电感的因素。(一)关于单层圆筒线圈电感的讨论设L为单层圆筒线圈的电感量(uH),N为线圈的匝数,D为线圈的直径(cm),l为线圈长度(cm),那么计算公式为:公式(1)··················当l/D>,公式(2)·····当l/D<,通过公式(1)(2)容易知道,电感量和线圈的匝数、线圈的直径、线圈的长度有定量关系。通过定量定值的方法,可以用matlab做出如下关系图:>,l/D=1,D=5cm,<,l/D=,D=10cm,>,l/D=1,N=100,D=5cm,<,l/D=,N=50,D=10cm,>,l/D=1,N=100,l=5cm,<,l/D=,N=50,l=2cm,电感量L和线圈直径D关系通过关系图可以约略近似知道,单层圆筒线圈电感值与线圈数、线圈直径近似成指数关系,与线圈长度成对数关系,同时可知,对不同的l/D比,具体关系也不一样。更一步,根据上述特性,也可以得到如图7的电感计算图表,根据线圈的长度l与直径D之比,线圈的直径D(cm),即可查图得到单位电感L/N2(uH),然后将结果乘以N2即可得到相应的电感量。图7电感计算图表(二)铁心对不同线圈连接方式下电感的影响有互感作用的两个线圈串联时,两线圈电流产生的磁通互相减弱的连接方式叫做反串。该实验中线圈采用的连接方式为反串,具体分为图8中的连接方式:(a)线圈1、线圈2、线圈3和线圈4并联反串连接;(b)线圈1、线圈2反串,线圈3、线圈4反串,然后两者并联;(c)线圈1、线圈2、线圈3和线圈4反串。图8线圈的连接方式图9电感测量电路分别以三种线圈连接方式接入图9所示电路,用晶体管毫伏表分别测量总电压U、电阻两端电压UR以及线圈两端电压UL。通过测试结果可以看出有铁心时采用不同的连接方式,总回路中的电感值不同,当四个线圈并联连接是电感值最小,当四个线圈反串时回路电感最大。连接方式3的线圈电感大约是连接方式1的线圈电感的四倍,大约是连接方式2的线圈电感的15倍。在连接方式中线圈产生的磁场要大于其他两种连接方式中线圈产生的磁场。从能量上判断,由于实际电路中时候总有电阻存在,连接诶方式3的回路中总电流最小,连接方式2的回路中总电流次之,连接方式1的回路中总电流最大,所以连接方式3的回路中的能量损失最小,分配在线圈中的能量最大。有铁心的线圈的互感系数是无铁心