並聯電感計算器
計算三個並聯電感的等效電感、交流感抗與總電流。
並聯電感網路
輸入三個理想電感值,以及電源頻率和電壓有效值。
認識並聯電感
理想且無互感的電感並聯時,各支路承受相同電壓。等效電感遵循倒數規則:等效電感的倒數等於各支路電感倒數的總和。對三個支路,計算器先求三個倒數之和,再取倒數。結果一定小於最小的單一電感,就像並聯電阻小於最小支路電阻一樣。
求得等效電感後,計算器以 XL = 2 pi f L 計算指定頻率下網路的感抗。電壓有效值除以感抗,即為理想電源電流有效值。每個支路施加的電壓相同,但電流與自身電感成反比。顯示的總電流是這些同相位理想支路電流的總和。在固定電壓下,增加並聯電感會降低等效電感與感抗,使電源電流上升。
並聯電感常見於均流功率級、濾波網路,以及組合現有元件數值的設計。倒數關係適用於磁場彼此不作用的情況。如果線圈共用磁芯,或距離夠近而產生顯著互感,同名端方向與耦合係數就會改變結果。此時必須使用耦合電感模型,簡單的獨立支路公式可能造成誤判。
實際電感也有繞組電阻、磁芯損耗與寄生電容。這些特性使各支路阻抗成為隨頻率變化的複數。電流分配可能不只由電感決定,尤其在高頻或接近自諧振時。即使標稱電感值相同,元件公差也可能造成電流分配不均。請確認每個支路的飽和電流與熱額定值,因為整個網路看似尚未過載時,某個線圈可能已達極限。
本計算器適用於三個理想、無互感電感的正弦穩態分析。電感以亨利、頻率以赫茲、施加的電壓有效值以伏特輸入。可輸入零電壓,並正確得到零電流。只有所有相關量都採相同慣例時,才可用峰值取代有效值。實際硬體應將理想估值與相關資料表中的阻抗曲線及電流額定值比較。
範例
| 輸入 | 計算結果 |
|---|---|
| 10, 20, 30 mH;1 kHz;10 V | 5.4545 mH, 34.2719 ohms, 0.2918 A |
| 三個 0.1 H 線圈;60 Hz;12 V | 0.033333 H, 12.5664 ohms, 0.95493 A |
| 三個 1 H 線圈;50 Hz;100 V | 0.333333 H, 104.7198 ohms, 0.95493 A |
如何使用本計算器
- 以亨利為單位,輸入三個支路各自的電感值。
- 以赫茲為單位輸入正弦電源頻率。
- 輸入施加於每個支路兩端的電壓有效值。
- 選取「計算」,查看等效電感、感抗及總電流。
常見問題
並聯電感如何合成?
電感理想且無互感時,各自的倒數相加。因此等效電感小於任一支路電感。
並聯電感的電流相同嗎?
它們電壓相同,電流不一定相同。相同電感的理想電流相等,電感較小則電流較大。
互感會影響答案嗎?
會。磁耦合線圈需納入互感與繞組方向的相關項,本獨立電感模型並未包含。
為何增加支路會使總電流上升?
新增並聯支路會降低等效電感與感抗。電壓不變時,電源因此供應更多電流。
可以並聯不同電感值嗎?
理想電路分析中可以,倒數公式能處理不同數值。實際硬體須分別確認支路電流、飽和、電阻與熱平衡。