高一高教版《电工基础》4.6 电感器教案

4.6 电感器 一、教学目标 1、 了解电感线圈、电感的概念。 2、 了解电感线圈的参数。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、 空心电感线圈、铁心电感线圈各自的特性（Ψ-I）。 2、 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）图1 常用电感元件实物图及电路符号 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。 学科网（北京）股份有限公司 $