请问导致电感中的电流逐步增大或减小的原因是什么?

3个回答

  • 您的问题是电感中的电流是逐步增大或减少,而不会发生突变,是什么原因.

    要做出比较通俗的解释,我觉得一个是从能量的传输来说明:一个电感L有电流i,它就同时具有磁场能量w=½Li^2.在自然界中,能量的传输是需要时间的,即电感中的磁场能量的增减是需要时间的,不能突变的.突变就是在某一时刻,某个量的值不需要时间就突然变大了或变小了,其函数图象就是在时间横轴上的这一个点,对应的函数值不是一个,而是有两个值,即原值和突变的值,它们不需要时间,对应同一个时间点.好了,当电感在将要接通电源的瞬间(直流中),电流是零的,其磁场的能量也是零,在接通电源的瞬间(直流中)电流是不是还等于零呢?应该是等于零的,否则,其磁场能量就不是零了,能量就发生突变了,既然能量要逐步变化,就决定了电流也要逐步地变化(逐步增大或减小).当电感在断开电源的瞬间(直流中),其电流也要逐步减小,以使得其磁场的能量逐步减小,不致发生突变.这种电流的逐步减小,靠设计时提供的电感的放电(续流)电路;如果没有提供,就会在断开的地方发生电弧,有害的电弧.

    另一个是从电感中的电流变化时,在电感中要产生感应电动势来解释:这个感应电动势e=-Ldi/dt,即与电流随时间的变化率di/dt呈正比.如果电流发生突变了,就是说电流随时间的变化率di/dt将是无限大,其产生的感应电动势也将是无限大,而这是不可能的,所以电流随时间的变化率di/dt只能是确定的数值,就是说电流只能逐步地(或快或慢地)增长,而不能突变.不知您想明白了没有?祝您春节好.

    以上是我1-28 17:26作出的解答.

    我收到了您发送来的消息:

    “我待何时 谢谢您对我问题的回答,并祝您新年快乐!看了你的回... 2009-01-30 19:59”

    “谢谢您对我问题的回答,并祝您新年快乐!看了你的回答我是这样理解电感电流的:在接通电源瞬间(交直流通用吗?)瞬时的大电流流过电感,紧接着由电流转换成磁能(电流能转换成磁能吗?)在电感两端产生反向电动势与电源极性正好相反,电流转换成磁能时电感中及没有电流,此时电源电压升高并与反向电动势电压串联(这也正式LC升压的原理吧),可是电源电压要大于反向电动势电压电流逐步增大流过电感,直到电流恒定.我这样理解对吗?”

    谢谢您发送来的消息和对我的期待,其实您可以直接在本题目上进行补充的,这更容易让回答者发现.我公开来回复好了,这样对其他读者也许有启示.

    我反复看了,有些费解.

    1.您说,“在接通电源瞬间(交直流通用吗?)瞬时的大电流流过电感”.这是不可能的,不会有“瞬时的大电流流过电感”.我上面已经说了:“当电感在将要接通电源的瞬间(直流中),电流是零的,其磁场的能量也是零,在接通电源的瞬间(直流中)电流是不是还等于零呢?应该是等于零的,否则,其磁场能量就不是零了,能量就发生突变了,既然能量要逐步变化,就决定了电流也要逐步地变化(逐步增大或减小).”

    2.您说,“紧接着由电流转换成磁能(电流能转换成磁能吗?)”.我的理解是,不是由电流转换成磁能,而是,导体或电感流过电流的时候,该导体或电感就同时具有了磁场的能量,是一种物理现象用两种不同的物理量(电流、磁场能量)来表示,这两种物理量之间的关系就是我上面说过的“一个电感L有电流i,它就同时具有磁场能量w=½Li^2.”即磁场能量w正比于电感L,正比于电流i的平方.电流、磁场能量,它俩是同生同灭的.

    3.您说,“此时电源电压升高并与反向电动势电压串联(这也正式LC升压的原理吧)”.“电源电压升高”是不对的,您的问题是电感接通的是恒定的电源,就是电源的电压是恒定不变的,其内阻也是忽略的,怎么电压又会升高呢?

    您又提到“LC升压”,您这里是没有电容C的啊?所谓“LC升压”是LC振荡形成的,这里不讨论它.

    您提到“反向电动势电压”.电动势与电压是两种物理量啊,虽然它们都与物理量“电位”的高低有关,电动势是由非电的因素(一般称局外力,比如化学、机械、热、光、声等)产生的,可以把它理解为一个电源,由非电能量转换为电能的电源.

    比如直流电路中(其实不限于直流),AB两点,如果电动势为正,则沿着从A到B电位升高,A为负极B为正极,把正电荷从A移到B,电流的方向也是从A到B.如果电压为正,则沿着从A到B电位降低,所以电压又称电压降,电流也是从A到B.

    反向电动势是说它是负的,沿着上面的AB两点,从A到B电位降低,A为正极B为负极,电流却是从A到B,比如电路中处于充电状态中的电池.

    上面提到的“感应电动势e=-Ldi/dt”,这样来理按照上面说的,电流从A到B为正,如果这个电流随着时间在增长,就是di/dt>0(或△i/△t>0,△为后面的值减去前面的值,如果后面的值大,就是正的,否则就是负的),那么感应电动势e<0,从A到B电位降低,A为正极B为负极,就是在电路中引入了一个与电流方向相反的电源,它阻碍电流的流动,也阻碍电流的增长. 如果这个电流随着时间在减小,就是di/dt<0(或△i/△t<0,△为后面的值减去前面的值,此后面的值小,就是负的),那么感应电动势e>0,从A到B电位升高,A为负极B为正极,就是在电路中引入了一个与电流方向相同的电源,它推动电流的流动,也阻碍电流的减小.

    这些概念不易理解,要仔细琢磨,也需要有一定的基础知识.不知您觉得如何.

    在一个半小时之前我做了上面的补充,现再说几句:

    电压又称电位差,UAB=φA-φB,如果φA>φB(从A到B电位下降了)则UAB>0(为正).在计算比较复杂一些的电路时,要注意电动势、电压的正负(相对于规定正方向而言).

    您可参阅我最近的一个回答:电感让电流滞后于电压,是对于交流电还是直流电而言 http://zhidao.baidu.com/question/83879113.html

    上面是我1-31 19:19的答复.

    您在2009-02-05 19:57发送的消息说:

    你好!我已仔细看过您的答案了,讲的非常详细,谢谢了.其实我就想知道到底是什么原因导致电感通电以后,电压与电流不能同时进行,是线圈内部与外部的磁场吗?如果是磁场,可是您说电感在通电瞬间是没有电流流过电感的,怎么又会产生磁场呢?既然没有磁场就不会有电动势(反向电动势)来阻碍电流前进,我是百思不得其解,还得在请教一下!

    现在我再答复一下:

    1.“是线圈内部与外部的磁场吗?”是线圈自身流过的电流产生的磁场,这里的电感实际上就是自感(其相对的是互感).

    2.“如果是磁场,可是您说电感在通电瞬间是没有电流流过电感的,怎么又会产生磁场呢?”通电瞬间是没有电流流过电感的,也不产生磁场的.我已经说过了: ““一个电感L有电流i,它就同时具有磁场能量w=½Li^2.”即磁场能量w正比于电感L,正比于电流i的平方.电流、磁场能量,它俩是同生同灭的.”

    3.“既然没有磁场就不会有电动势(反向电动势)来阻碍电流前进,”我也说过了:“这个感应电动势e=-Ldi/dt(或△i/△t),即与电流随时间的变化率di/dt呈正比.”明白地说,不是磁场产生感应电动势,不是电流产生感应电动势,而是磁场的变化,也就是电流的变化,才产生感应电动势.即使有磁场有电流,如果它们不变化,就不产生感应电动势.就是这样的.