串联电感计算器

计算三个串联电感的等效电感和磁场储能。

串联电感网络
输入三个无互感电感的电感量和串联支路的共同电流。

关于串联电感

理想且无互感的电感串联时,等效电感等于各电感量之和。由于只有一条电流路径,流过每个元件的电流相同。每个电感两端的电压与其电感量及电流变化率成正比,各电压相加等于电源电压。因此,在理想模型中,10、20 和 30 毫亨的三个线圈相当于一个 60 毫亨的电感。 本计算器还根据 E = 1/2 L总 I平方计算总磁场储能。由于每个串联电感的电流相同,将各线圈的储能相加,与使用等效电感计算的结果完全一致。在分析滤波器、电磁铁、变换器级和脉冲电路的储能时,可用这一点核对结果。储能与电流的平方成正比,因此电流的小幅增加也可能使储能大幅上升。 当所需电感量无法由一个标准元件实现,或设计者希望将电压和热量分散到多个线圈时,常采用串联连接。绕组电阻也会串联相加,但本理想计算器不考虑电阻。在交流电路中,可将等效电感代入 XL = 2 pi f L,求得总感抗。串联电流取决于该感抗以及电路中的其他阻抗。 简单相加的前提是不存在磁互耦。距离很近或绕在同一磁芯上的线圈,可能因方向不同而相互增强或抵消。此时等效电感需包含互感项,结果可能高于或低于算术和。元件公差、磁芯饱和、寄生电容及绕组电阻也会影响实际表现。请核查额定电压和绝缘性能,因为外加电压按各线圈的阻抗分配,并不一定均分。 请以亨利输入电感值,以安培输入共同的瞬时电流或峰值电流。计算最大储能时应使用峰值电流。结果适用于理想线性磁系统,因此评估实际器件时应查阅各元件的饱和电流曲线。绕组发生饱和后,电感量会下降,计算得到的能量分布也不再准确。在这些假设范围内,电感相加可为教学和电路初步设计提供直接、清晰的估算。

示例

输入计算结果
10、20、30 mH,电流 2 A总电感 60 mH,储能 0.12 J
三个 0.5 H 线圈,电流 3 A总电感 1.5 H,储能 6.75 J
0.1、0.2、0.7 H,电流 1 A总电感 1 H,储能 0.5 J

如何使用本计算器

  1. 以亨利输入全部三个电感值。
  2. 输入流过串联支路的电流。
  3. 点击“计算”,求出总电感和储能。
  4. 将电流与各电感的额定饱和电流进行比较。

常见问题

串联电感如何合成?

理想无互感的串联电感可直接相加。因此,1 H 线圈和 2 H 线圈串联后总电感为 3 H。

各串联电感中的电流相等吗?

是的,单一串联路径中的所有元件都流过同一电流。各电感的阻抗不同,两端电压也可能不同。

如何计算总储能?

用二分之一乘以等效电感,再乘以电流的平方。这等于各线圈储能之和。

磁耦合会改变总电感吗?

会。耦合线圈需计入互感项,其符号取决于绕组方向,因此可能不能直接相加。

绕组电阻也会相加吗?

会,串联绕组电阻与普通电阻一样相加。本计算器关注理想电感和磁场储能,不计算损耗。