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1、電感量的大小與飽和的理論分析：空心線圈結構的電感可認為不會飽和，帶鐵心回路的電感存在飽和問題。電感L隨著磁路的飽和而變小。理論依據如下：設電感繞組等效匝數為N匝，等效磁路長度為l，通入電流為I，磁路的等效截面積為S，μ為磁導率，Φ是磁通，B是磁感應強度，H為磁場強度。磁場強度和磁感應強度均為表征磁場磁場強弱和方向的物理量。磁感應強度是一個基本物理量，較容易理解，就是垂直穿過單位面積的磁力線的數量。磁感應強度可通過儀器直接測量。磁感應強度也稱磁通密度，或簡稱磁密。常用B表示。其單位是韋伯/平方米（Wb/m^2）或特斯拉（T）磁場傳播需經過介質（包
2、括真空），介質因磁化也會產生磁場，這部分磁場與源磁場疊加后產生另一磁場?；蛘哒f，一個磁場源在產生的磁場經過介質后，其磁場強弱和方向變化了。為了描述磁場源的特性，也為了方便數學推導，引入一個與介質無關的物理量H，H=B/u0-M，式中，u0為真空磁導率，M為介質磁化強度。這個物理量，就是磁場強度。磁場強度的單位是安/米（A/m）。由：Φ=B*S,B=μ*H,H*l=N*I并根據電感的定義，可得：L=N*Φ/I=N*(B*S)/I=N*(μ*H*S)/I=N*(μ*H*l*S)/(I*l)=N*(μ*N*I*S)/(I*l)=N^2*μ*S/l。當
3、通入電感的電流很大時，μ=B/H，H很大，B已達到最大值不再變化，那么μ趨向于零，所以相應的電感L也趨向于零。B=LI/N/S，所以電感量和電流越大，B越大，大于飽和的磁感應強度時，電感飽和，電感量就會變小。決定電感量大小的公式：L=N2*μ*S/l.歸根到底，是由于電流的增大引起了電感的飽和，所以，在選擇電感時，要注意電感的飽和電流參數要大于正常工作的電流值。電感值太小也會導致輕載時電流不連續(xù)，輸出電壓不穩(wěn)定。所以，在降壓電路的開關電源中，電感的作用在于保證電流的連續(xù)，所以電感的值要選在合適的范圍內。簡言之，H是外場，B總場，它們單位不同僅僅
4、是由于來源不同：前者通過電流的磁效應得到，后者通過帶電粒子在磁場中的運動定義。B比H更加基本，是由于電流本身就是帶電粒子的運動產生，所以粒子模型比電流模型更加基本。想我們處于19世紀，暫時只知道磁場是由磁鐵產生，也知道牛頓力學，但尚不知道怎么物理上定義“磁場”的大小。1.H來源于Ampere定律。Ampere通做電流做實驗，發(fā)現長直導線外，到導線距離相等的點，“磁場”大小相同；距離不同的點，“磁場”強度隨著距離成反比。這里所謂的“磁場”大小是通過小磁針扭轉力矩等力學方式得到的。這樣，通過力學測量和已有的電流強度的定義，即可定義一個物理量H，滿足
5、2*pi*R*H=I。推廣后就是Ampere環(huán)路定律。此時無需真空磁導率μ0，因為只要知道電流I就能定義H這個物理量。2.B來源于帶電粒子的受力。對于一定速度的粒子，加上H磁場，通過軌道測量以及牛頓力學，你可以測出粒子受的力。你發(fā)現受的力和電荷數q以及速度成正比，也和H成正比，但是力F并不直接等于qvH，而是還差一個因子：F=A*q*vⅹH，A只是個待定因子，暫未賦予物理意義。3.磁導率如何引入。這樣，H是電流外加給的磁場，通過粒子受力，直接定義一個粒子感受到的磁場，叫它B，為了使得F=qvⅹB成立。即，外施H場，粒子運動感受到的卻是B場，這就
6、可以定義磁導率miu=B/H，“率”即比例的意思。磁導率，就是粒子運動（受力）與外界磁的比例，描述前者隨著后者的響應。磁導率大，那么同樣大的外加磁場H使得粒子受力的響應（如偏轉）也越大；磁導率如果為零（不導磁），那么多大的磁場也不會使得粒子有偏轉等力學反應，磁導率如果近乎無限大，你只要加一丁點外磁場H，粒子就已經偏轉的不亦樂乎。?磁導率=粒子的響應/外加的場。這個式子有著深刻背景，正是理論物理里線性響應理論的雛形。此外，粒子處于真空中的時候，這個miu是一個與任何物理量都無關的常數，這正是真空磁導率。4.小結。H與B單位的不同，僅僅是由于最開始
7、研究力學用的單位，和開始研究電荷、電流的單位完全獨立，導致的一種單位換算。H從I得來，B從F得來，所以看到的是“施H”與“受B”的關系。實際過程還要復雜些，因為先研究的是電場的情形，然后導出了磁場下的情況，所以我們看到的μ0是個漂亮的嚴格值，而真空介電常數，另一種線性響應確實是一個長長的實驗數字。5.方便的高斯制。既然知道了B與H單位不同只是由于電流和牛頓力學導致的，現在為了簡化，將二者化為相同單位：B=H；這樣我們就得到了電磁學里更常用的高斯單位制。如果需要換算，隨時添加磁導率即可。6.磁化。剛才只考慮單粒子對于磁場的響應。進一步研究介質對于
8、磁場的響應，從石墨烯，到金屬玻璃。邏輯如下：現在通過電流I，把磁場H加到某種材料當中，在材料中的某個帶電粒子受到磁場的響應，當然是與這個點的總磁場有關
