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一、???? 兩個現(xiàn)象和一個定律——電生磁、磁生電和楞次定律

電生磁現(xiàn)象

高中物理有過實(shí)驗(yàn)：在通電導(dǎo)體旁放置小磁針，小磁針的指向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明電流周圍存在磁場。這個現(xiàn)象是1820年，由丹麥物理學(xué)家奧斯特（Oested）發(fā)現(xiàn)的。

圖1-通電

如果我們把導(dǎo)體繞成圈，沒權(quán)導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場得以重合，磁場整體就會變強(qiáng)，可以吸引其小物體。圖中，線圈通電電流2-3A，注意漆包線有額定電流限制，否則高溫導(dǎo)致融化；

（動）磁生電現(xiàn)象

1831年，英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)：閉合電路的一部分導(dǎo)體做成切割磁場運(yùn)動時，在導(dǎo)體上就會產(chǎn)生電流。前提條件是電路、磁場是在相對變化的環(huán)境中，所以稱為“動“磁生電，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

我們可以哪一個馬達(dá)做一個實(shí)驗(yàn)，一般普通的直流有刷馬達(dá)，釘子部分是永磁體，轉(zhuǎn)子部分是線圈導(dǎo)體。手動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，意味著導(dǎo)體在做切割磁感線的運(yùn)動，用示波器鏈接馬達(dá)的兩個電極，可以測量到電壓變化。發(fā)電機(jī)便是依據(jù)此原理制成的。

圖3-手動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)子,在示波器上可以看到電壓

楞次定律

楞次定律：因磁通量的改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流，其電流方向?yàn)閷勾磐扛淖兊姆较颉?/span>

楞次定律還可以表述為：感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。

對這句話的簡單理解就是：當(dāng)導(dǎo)體所處環(huán)境磁場（外部磁場）變強(qiáng)的時候，他的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與外部磁場效果相反，使得整體來看總磁場比外部磁場更弱。當(dāng)導(dǎo)體所處環(huán)境的磁場（外部磁場）變?nèi)鯐r，它的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與外部磁場效果相反，使得整體來看總磁場比外部磁場更強(qiáng)。

通過楞次定律，可以判斷電路上感應(yīng)電流的方向。

二、???? 螺旋管線圈——解釋電感的工作方式

有了以上兩個現(xiàn)象和一個定律的知識儲備，我們來看電感時怎么工作的。

最簡單的電感就是螺旋管線圈：

圖4-螺旋管線圈電感（Solenoid）

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在通電過程中的情況

我們就去螺旋管其中的一小段，可以看到兩個線圈，線圈A和懸泉B：

圖5-螺旋管的小段-線圈A和線圈B

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在通電過程中，情況如下：

1.????? 線圈A上通過電流，假設(shè)其方向如藍(lán)色實(shí)現(xiàn)所示，稱為外部激勵電流；

2.????? 根據(jù)電生磁原理，外部激勵電流產(chǎn)生磁場，磁場開始在周圍空間蔓延，并覆蓋至線圈B，相當(dāng)于線圈B在切割磁力線，如藍(lán)色虛線所示；

3.????? 根據(jù)磁生電原理、線圈B上產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向如綠色實(shí)線所示，方向與外部激勵電流相反；

4.????? 根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，是為了對抗外部激勵電流的磁場，guru綠色虛線所示；

在通電穩(wěn)定后的情況（直流）

在通電穩(wěn)定后，線圈A的外部機(jī)理電流恒定，其產(chǎn)生的磁場也恒定，該磁場與線圈B沒有相對運(yùn)動，故沒有磁生電，沒有綠色實(shí)現(xiàn)所代表的電流。這個時候，電感對于外部激勵來說，相當(dāng)于是短路的。

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三、???? 電感的特性——電流不能突變

在理解電工那的工作方式之后，我們再來看看電感最重要的特性——電桿上的電流不能突變。

圖6-電感上的電流變化

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圖中，右側(cè)曲線橫坐標(biāo)時時間，縱坐標(biāo)時電感上的電流大小。以開關(guān)（Swich）閉合的瞬間，作為時間原點(diǎn)。

可以看到：

1.????? 在開關(guān)閉合的瞬間，電感上的電流為0A，相當(dāng)于電感開路，這是因?yàn)樗查g的電流急劇變化，會產(chǎn)生巨大的感應(yīng)電流（綠色）來抵抗外部激勵電流（藍(lán)色）；

2.????? 在達(dá)到穩(wěn)態(tài)的過程中，電感上的電流大小按指數(shù)規(guī)律變化；

3.????? 到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，電桿上的電流為I=E/R，相當(dāng)于電感短路；

4.????? 與感應(yīng)電流相呼應(yīng)的是感應(yīng)電動勢，它的作用是對抗E，所以稱為Back EMF（反向電動勢）；

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四、???? 到底什么是電感？

電感式用于描述器件對抗電流變化的能力，如果對抗電流變化的能力越強(qiáng)、那么電感的感性越大，反之越小，也稱之為感抗。

對于直流激勵來水，最終電感呈現(xiàn)為短路狀態(tài)（電壓為0）。但在通電的過程中，電壓和電流部位0，意味著有功率，累計(jì)這些能量的過程就是充電，它以磁場的方式儲存起來這些能量（在想要的時候釋放能量（如外部激勵不能維持穩(wěn)態(tài)情況下的電流大小。

圖7-電感上的能量

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電感是電磁領(lǐng)域的慣性器件，慣性器件都不喜歡變化，跟動力學(xué)里的飛輪，剛開始很難轉(zhuǎn)動運(yùn)行起來，一旦運(yùn)轉(zhuǎn)起來卻又很難停下來，運(yùn)行期間都伴隨著能量轉(zhuǎn)換。