电容和电感的区别是什么?什么是电感?电感有什么作用?
前几天我们讲了电容相关知识,很多朋友就在问电容器是储能元件,电感线圈也是储能元件,他们之间有什么区别呢?
的确,电容和电感都是储存电能的元件,但是它们的储存方式不一样,今天我们就单独来讲一讲电感,下面大家先看看电感长什么样子:
各种电感线圈
我们在刷抖音的时候,经常会看到一个网红在绕这个电感,看的人挺多的,都在问那个人在干什么?这个东西有什么作用?其实我觉得这个绕电感的小伙,他自己应该也不知道这电感是干什么用的,他只知道绕好一个多少钱,好像是做一个3毛2,截屏一个图给大家看一下,应该大家都有刷到过这个人。
绕电感的小伙
那么,电感到底有啥用呢?
电感的核心作用是存交流电(把电能以磁场的形式存储起来),存不住直流电(直流电可不受阻碍的通过电感线圈)。
而电容的核心作用是存直流电(把电能直接存在电容极板上),存不了交流电(交流电可以不受阻碍的通过电容器)。
我们在前面有讲过电容的基本结构和发展历史,需要了解的朋友可以点开看看什么是电容?
下面我们先回顾一下电感的发展历史:
最原始的电感是在1831年的时候,有英国的科学家法拉第,发现了这个电磁感应现象,关于法拉第发现这个电磁感应的这个故事啊,我们之前有在电动机原理篇章中提到,大家可以点开链接看看感应电动机原理
法拉第线圈是互感线圈
典型运用是我们常见的各种变压器,电动机等等
法拉第线圈示意图
还有一种电感是自感线圈
他们都遵循电磁感应规律。
在1832年的时候,由美国的科学家亨利发表了关于自感应现象的论文,由于亨利在这个自感现象领域的重要贡献,人们把电感量的单位称为亨利,简称亨
自感现象是亨利在做电磁铁实验的时候,无意中发现了一个现象。1829年8月,学校放假的时候亨利在研究电磁铁,他发现线圈在断开电源的时候产生了意外的火花。第二年暑假,亨利接着研究自感相关的实验。
最终在1832年发表论文得出结论:通有电流的线圈中,在电流发生变化的时候会产生感应电动势(电压),以维持原来的电流。所以当线圈电源断开的时候,电流瞬间变小了,这时线圈会产生很高的电压,然后就出现了亨利看到的火花(高压能电离空气而短路产生火花)。
自感线圈
下面我们讲一讲,为什么电感线圈能够存储交流电,而不能存储直流电呢?
我们有在其他文章中介绍过,法拉第发现了电磁感应现象,其中最核心的要素就是:变化的磁通量会产生感应电动势
稳定的直流电是一直向一个方向运动的,在闭合回路中,它的电流没有发生改变,所以说流过线圈的电流不变,它的磁通量也不会发生改变,磁通量不变就不会产生感应电动势,所以说直流电可以轻松的通过电感线圈而不受阻碍。
前面文章,我们有介绍过交流电的原理,不清楚的朋友可以点开链接看看什么是交流电?
在交流回路中,电流的方向和大小随时间都会发生变化,交流电通过电感线圈的时候,作为电流的大小和方向都在发生变化,在电感周围的磁通量,也会不停的变化。磁通量的变化会引起电动势的产生,而这个电动势刚好阻碍了交流电的通过!
当然这个阻碍,也不是100%的通不过交流电,只是增加了交流电通过的难度(阻抗变大),在阻碍交流电通过的过程当中,把一部分电能转换成了磁场的形式,存储在电感线圈当中。就是电感线圈存储电能的原理
电感存储电能和释放电能的原理简单流程:
线圈电流变大时---导致周围磁通量变化---磁通量变化---产生反方向感应电动势(存储电能)---阻碍电流变大
线圈电流变小时---导致周围磁通量变化---磁通量变化---产生同方向感应电动势(释放电能)---阻碍电流变小
总之一句话,电感就是一个保守主义者,时刻都在维持原来的状态!他讨厌改变,而且付诸行动阻止电流的变化!
电感线圈就像一个交流电的储水池,电路中的电流大了就存起来一部分,电流小了就放出来补充!
更多电学常识持续分享中。。。
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