當交流電通過線圈時,在線圈中產(chǎn)生自感電動勢。根據(jù)電磁感應(yīng)定律(楞次定律),自感電動勢總是阻礙電路內(nèi)電流的變化,形成對電流的“阻力”作用,這種“阻力”作用稱為電感電抗,簡感抗。用符號xl表示,單位也是歐姆。
實驗證明,線圈的電感l(wèi)越大,交流電的頻率f越高,則其感抗xl就越大,它們之間的關(guān)系為:
上述公式中:
f:表示交流電的頻率,單位hz;
l:表示自感系數(shù);單位為亨利(h)
xl:線圈的感抗,單位為歐姆(ω)
上面的公式表明,當電感系數(shù)一定時,感抗與頻率成正比,即電感元件具有通低頻率阻高頻率特性。
當f=0時,xl=0。這說明感抗對直流電不起阻礙作用。所有在直流電路中,可將線圈看成是短路。
如右圖所示的純電桿電路中,如果線圈兩端加上正弦交流電壓u,理論證明,在純電感電路中線圈兩端電壓有效值u與線圈中電流有效值i之間的關(guān)系為:
上述公式表明,電感器元件上電壓有效值與電流有效值也滿足歐姆定律。但是應(yīng)當注意,瞬時值之間不滿足這種關(guān)系。
根據(jù)電磁感應(yīng)定律分析,u與i的變化關(guān)系如下圖(左)所示,從圖中可以知道,電感上電壓u總是超前i 90°。用相量圖表示見下右圖:
按逆時針方向,il相量在ul相量之后90°,即il滯后ul 90°。