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線圈通電后會短路嗎?為什么?

 大隆龍 2019-08-25

線圈通電后會不會短路取決于電源,而把線圈拉直后一定會短路,前提是把線圈直接與電源正負(fù)極相接。

我們先來解釋下線圈的工作原理

根據(jù)奧斯特的發(fā)現(xiàn),通電導(dǎo)體周圍會產(chǎn)生磁場,那么把導(dǎo)體纏繞成線圈的形狀后,導(dǎo)體周圍磁場會增強(qiáng),此時線圈相當(dāng)于一個條形磁鐵。當(dāng)線圈通電后,我們根據(jù)右手定則,如下圖



四指以指尖方向?yàn)殡娏鞣较蛭兆【€圈,大拇指所指方向就是該線圈的N極方向,相反,另一端就是S極方向。

為了描述磁場,我們引入了磁感線的概念,規(guī)定在磁體外部,磁感線由N極出發(fā),回到S極,而在磁體內(nèi)部,磁感線由S極出發(fā)回到N極。物理學(xué)上用磁感線的密集程度表示磁場強(qiáng)度的大小,磁場強(qiáng)度與電流大小成正比例關(guān)系;把磁感線垂直于某一平面的分量與該平面面積的乘積,叫做磁通量。



當(dāng)通過線圈的電流強(qiáng)度發(fā)生變化時,線圈產(chǎn)生的磁場就會發(fā)生變化,相應(yīng)的,線圈中間所圍面積的磁通量就會產(chǎn)生變化。線圈有這樣一個特性:當(dāng)通過線圈的磁通量發(fā)生變化時,線圈會產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢產(chǎn)生的磁場會阻礙線圈磁通量的變化,如果通過線圈的磁通量要增加,自感電動勢產(chǎn)生的磁場就會阻礙增加,反之,如果通過線圈的磁通量減小,則自感電動勢產(chǎn)生的磁場會阻礙其減小。這一現(xiàn)象就是我們熟知的楞次定律。



OK,如果以上內(nèi)容對你沒問題,那么接下來就容易理解了。

引起通過線圈磁通量變化的因素是電流變化,電流增大時,通過線圈磁通量增強(qiáng),電流減小時,通過線圈的磁通量減小,但無論增強(qiáng)或減小,自感電動勢產(chǎn)生的磁場總會阻礙這一變化。換句話說,電流要增大,我就阻礙你增大,電流要減小,我就阻礙你減小。所以通電線圈電流發(fā)生變化時,線圈就相當(dāng)于一個電阻。

線圈短路情況

當(dāng)把線圈接在交流電源上時,由于交流電的電流大小和方向隨時間周期性變化,線圈始終阻礙電流的變化,而且電流變化頻率越高,線圈的自感系數(shù)(用來描述線圈對電流的阻礙作用強(qiáng)弱)越大,線圈對電流阻礙作用就會越強(qiáng),此時線圈就相當(dāng)于一個大電阻,所以不會造成電源短路,若把線圈接在直流電源上,線圈只有在電路剛接通或剛斷開時才會產(chǎn)生阻礙作用,因?yàn)橹挥性谶@兩種情況下通過線圈的電流才會產(chǎn)生變化,所以在電路接通后一段時間后,電路中的電流會逐漸增大,線圈阻礙作用逐漸消失直至完全消失時,電路中電流最大,造成電源短路。



若把線圈抻直,這種阻礙作就會消失,所以無論把它接在什么樣的電源上,都會完成短路現(xiàn)象。

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