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電感器的電路符號及常見外觀. (a) 空氣心電感器. (b) 鐵心電感器. (c) 磁心電感器. (d) 可變電感器. (e) 各種電感器. ▲ 圖 6-1 電感器的電路符號及外觀. 自感. 磁力線. 磁力線. I. I. N 匝. I. I. 磁通鏈 與電流 I 的比值定義為電感量 L ,簡稱為電感。. (a) 正視圖. (b) 側視圖. ▲ 圖 6-3 電流通過線圈時磁力線的分佈情形. 互感. M. 線圈 A. 線圈 B. 交鏈磁通. 漏磁. I 1. I 2.
E N D
電感器的電路符號及常見外觀 (a) 空氣心電感器 (b) 鐵心電感器 (c) 磁心電感器 (d) 可變電感器 (e) 各種電感器 • ▲ 圖6-1 電感器的電路符號及外觀
自感 磁力線 磁力線 I I N匝 I I 磁通鏈 與電流 I 的比值定義為電感量 L,簡稱為電感。 (a) 正視圖 (b) 側視圖 • ▲ 圖6-3 電流通過線圈時磁力線的分佈情形
互感 M 線圈A 線圈B 交鏈磁通 漏磁 I1 I2 • ▲ 圖6-4 兩線圈發生磁通交鏈的作用情形
電感電路-1 並聯無互感 串聯無互感 • ▲ 圖6-5 串聯無互感電路 • ▲ 圖6-8 並聯無互感電路
電感電路-2 串聯有互感 -M M (a) 示意圖 (b) 電路圖 (a) 示意圖 (b) 電路圖 • ▲ 圖6-6 串聯互助電路 • ▲ 圖6-7 串聯互消電路
電感電路-3 -M M (a) 示意圖 (b) 電路圖 (a) 示意圖 (b) 電路圖 • ▲ 圖6-9 並聯互助電路 • ▲ 圖6-10 並聯互消電路 並聯有互感
電感器的充電 V I 電感器充電時 , 、 的變化情形 L L = > >> t 0 t 0 t 0 S 0 1 ( 由 → 瞬間) (短暫時間後) (一段時間後) (最大) 減小 (最大) 增加 ▼表6-1 電感器的充電過程 • ▲ 圖6-11 電感器的充電過程
電感器的放電 V I 電感器放電時 , 、 的變化情形 L L = > >> t 0 t 0 t 0 ( 由 → 瞬間) (短暫時間後) (一段時間後) S 1 2 (反方向最大) 減小(反方向) 減小 (最大) ▼表6-2 電感器的放電過程 • ▲ 圖6-12 電感器的放電過程
電感器儲存的能量 • ▲ 圖6-13 電感器儲存的能量
磁通量與磁通密度 磁通量:磁場中通過的磁力線總數。 磁通密度:單位面積內垂直通過的磁力線總數(或磁通量)。 ▼表6-3 磁通密度 • ▲ 圖6-15 磁通密度
磁阻 磁阻:磁力線通過磁性材料所受的阻力。 A A (b) (a) (c) (d) • ▲ 圖6-16 磁阻與相關條件示意圖
磁場的產生 磁性物質所產生的作用力區域為磁場。 排斥力 吸引力 (a) 單一磁鐵 (b) 二磁鐵同極相對(相斥) (c) 二磁鐵異極相對(相吸) • ▲ 圖6-14 磁鐵的作用力與磁力線描繪
庫侖磁力定律 F F d d (a) 排斥力 (b) 吸引力 • ▲ 圖6-17 庫侖磁力定律 ▼表6-4 庫侖磁力定律公式
磁動勢 磁通 I 單位制 公式 單位 N N匝 截面積A :匝數 磁動勢 MKS I 制 :安培 F :安匝 N :匝數 磁路長度 I CGS I 制 :安培 F :吉伯 = p @ 0 . 4 1 . 257 • ▲圖6-18 磁路及磁動勢 單位換算 安匝 吉伯 吉伯 1 磁路中能產生磁力線的原動力稱為磁動勢。 ▼表6-6 磁動勢
安培右手定則 I 電流方向 磁力線方向 磁力線 磁力線 I 磁力線方向 I I I 電流方向 (a) (b) (a) 長直導線 (b) 螺旋線圈 ▲ 圖6-19 長直導線與圓形線圈原生的磁場 ▲ 圖6-20 安培右手定則
兩平行載流導體間的磁場 d 磁力線 F F (a) 電流方向相同的兩平行導線 磁力線 I1 I2 F F (b) 電流方向相反的兩平行導線 • ▲ 圖6-23 兩平行載流導體間的作用力 ▲ 圖6-22 兩平行載流導體間的磁力線分佈
佛萊明左手定則 導體受力方向 F(受力方向) B(磁場方向) 磁場方向 I(電流方向) 電流方向 (a) 左手姿勢 (b) 三個方向 佛萊明左手定則:又稱為電動機定則。 • ▲ 圖6-24 佛萊明左手定則示意圖
一載流導體置於磁場中所受力的大小 F 為導體所受的作用力,單位為牛頓(N)。 B 為磁通密度,單位為特斯拉(T)或韋伯/平方公尺( )。 I 為通過導體的電流,單位為安培(A)。 為導體電流方向與磁力線方向的夾角。 為導體在磁場中與磁場方向垂直的有效長度,單位為公尺(m) 。 ▲圖6-25 載流導體於磁場中的作用力
電磁感應的現象 線圈周圍的磁場發生變化時,會令線圈中產生電流,此效應稱為電磁感應。 磁鐵快速進入線圈 磁鐵靜止於線圈中 磁鐵快速移出線圈 (a) 步驟1示意圖 (b) 步驟 2 示意圖 (c) 步驟 3 示意圖 • ▲ 圖6-26 電磁感應實驗示意圖
楞次定律 反抗磁通增加 靠近 磁鐵移動方向 (a) 磁鐵靠近線圈 反抗磁通減少 遠離 磁鐵移動方向 a b (b) 磁鐵遠離線圈 負號表示感應電動勢的方向是為反抗原磁通之變化。 • ▲ 圖6-27 感應電流方向與磁鐵移動方向的關係
佛萊明右手定則 導體受力方向 v(運動方向) B(磁場方向) 磁場方向 I(感應電流方向) 電流方向 (a) 右手姿勢 (b) 三個方向 佛萊明右手定則:又稱為發電機定則。 • ▲ 圖6-28 佛萊明右手定則示意圖
導體在磁場中的感應電動勢 (a) 立體圖 (b) 正視圖 • ▲ 圖6-29 移動導體於磁場中的感應電動勢