线圈面积越大、线圈越长、单位长度匝数越密,它的自感系数就越大。另外,有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大的多。计算公式为L=(uSN^2)/l,各字母含义:u代表线圈中的介质磁导率,S代表线圈面积,N代表线圈匝数,l代表线圈长度。
自感系数的计算比较复杂,常用实验方法测定,简单情形则可由毕-萨-拉定律和Ψ=LI计算。
推导
设i为电流大小,μ为线圈中的介质磁导率,n为线圈匝数密度,N为线圈总匝数(N=nl),S为线圈面积,l为线圈长度,V为线圈体积(V=Sl)。
根据自感系数的定义L=Ψ/i=NΦ/i=nlBS/i
根据毕奥-萨伐尔定律,计算出无限长直螺线管内部的磁感应强度B=μni。
则L=μn^2lSi/i=μn^2Sl=μn^2V①
若将n=N/l代入L=μn^2Sl即得L=μN^2Sl/l^2=μN^2S/l②
无限长直螺线管适用公式
自感系数计算公式为L=μn²V,各字母含义:μ代表线圈中的介质磁导率,n代表线圈匝数密度(单位长度内的匝数),V代表线圈体积。
或写为L=(μSN^2)/l,各字母含义:μ代表线圈中的介质磁导率,S代表线圈面积,N代表线圈总匝数,l代表线圈长度。
解释
两个公式看似不同,实则等效。线圈匝数越多则①中nl或②中N越大,L越大;匝数越密则①中n或②中N/l越大,L越大;越长则①中l或②中N^2/l越大,L越大;截面积越大则①和②中S越大,L越大;加入铁芯则①和②中μ增大,L增大。
求自感L的常用公式
如图《公式》所示。