為什么電感串聯(lián)會(huì)增大總電感量,而電感并聯(lián)會(huì)減小總電感量,下面我們先看一下簡單的情況,即電感之間沒有耦合發(fā)生(實(shí)際使用中,很多情況也是沒有耦合發(fā)生)。
1、兩個(gè)沒有耦合關(guān)系的電感串聯(lián)
兩個(gè)電感沒有耦合,則兩個(gè)電感之間的磁場只是沒有相互作用而已,各自獨(dú)立,各自在自己的磁路中循環(huán);再者,沒有耦合關(guān)系的電感我們也不談同名端和異名端的問題,因?yàn)橥撕彤惷耸菍τ趦蓚€(gè)及以上的具有耦合關(guān)系的電感來說的。
假設(shè)一電流i從電感一端流入,當(dāng)兩個(gè)電感串聯(lián)時(shí),兩個(gè)電感分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢u1和u2,則兩個(gè)電感的感應(yīng)電動(dòng)勢之和為u1+u2。
L1的感應(yīng)電動(dòng)勢u1:
L2的感應(yīng)電動(dòng)勢u2:
那么,我么把電感看做一個(gè)整體,兩端電壓為u=u1+u2
所以,兩個(gè)沒有耦合關(guān)系的電感串聯(lián),總電量L是二者之和L=L1+L2。這是由基礎(chǔ)的基爾霍夫電壓定理“KVL”決定的。
2、兩個(gè)沒有耦合關(guān)系的電感并聯(lián)
如下如圖,我們依舊認(rèn)為兩個(gè)電感之間沒有耦合關(guān)系,那么根據(jù)并聯(lián)關(guān)系,總電流分支電流i1和i2會(huì)分別流過電感L1和L2,并聯(lián)情況下u=u1=u2。
電感L1的感應(yīng)電動(dòng)勢u及電流變量di1
電感L2的感應(yīng)電動(dòng)勢u及電流變量di2
總電流是i=i1+i2 可知di=di1+di2
根據(jù)總電流關(guān)系推導(dǎo)出并聯(lián)的總電感L
那么根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流關(guān)系
所以兩個(gè)電感并聯(lián)后,就如同兩個(gè)電阻并聯(lián),這是由基礎(chǔ)的基爾霍夫電流節(jié)點(diǎn)定理“KCL”決定的
所以兩個(gè)電感的總電感L最終表達(dá)式如下:
當(dāng)L1=L2時(shí),總電感量是各自電感量的一半,和兩個(gè)電阻并聯(lián)的關(guān)系形同
對于,兩個(gè)及以上電感,并聯(lián)關(guān)系依舊是按照上面推導(dǎo)保持電阻式的并聯(lián)關(guān)系。
綜上,兩個(gè)沒有耦合的電感在串聯(lián)和并聯(lián)情況下,總電量表達(dá)式總結(jié)如下,當(dāng)然如果電感存在耦合關(guān)系那么也就是我們所說的全電感量,這個(gè)就是表達(dá)式中會(huì)存在一個(gè)耦合系數(shù)的表達(dá)式,大家先掌握我們最簡單,即不存在耦合的情況。
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