一 、电流和电压的数量关系

我们知道，交流电可以通过线圈，如交流电动机、变压器等，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用。因为当线圈中有交变电流通过时，就会在线圈中形成感应电磁场，而感应电磁场又会在线圈中产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。把电感线圈对通过的交流电所呈现的阻碍作用称为电感的电抗，简称感抗，用符号X_L来表示，单位是欧姆。

实训与思考8

◆按图5-28所示连接电路，当交流电频率不变时，改变电压，测出电压、电流值，填入表5-3中。

图5-27 纯电感交流电路模型

图5-28 纯电感交流电路u，i数量关系实验原理图

表5-3 纯电感交流电路实验表一

分析实验数据可得：电源频率不变时，电流与电压成正比关系。

◆保持电压不变，改变频率（f₂＞f₁）大小，测出电流值，填入表5-4中。

表5-4 纯电感交流电路实验表二

分析实验数据可得：频率升高，电流减小，即感抗与频率有关。

理论和实验都证明，感抗的大小与交流电源的频率成正比，与电感线圈的自感系数成正比。感抗的公式为

X_L=2πfL （5-13）

式中 f——电源频率，单位为Hz；

L——线圈的电感，单位为H；

X_L——线圈的感抗，单位为Ω。

实验和理论都证明，纯电感交流电路的电流和电压有效值符合欧姆定律，即

显然，纯电感交流电路的电流和电压最大值也符合欧姆定律，即

由式（5-13）可知，交流电的频率越高，即电流变化率Δi/Δt越大，线圈中产生的自感电动势越大，对交流电的阻碍作用也就越强。而对直流电，其频率为零（f=0），则感抗等于零（X_L=0）。因此，电感元件在直流电路中可视为短路。电感线圈的这种“通直流、阻交流、通低频、阻高频”的性能被广泛应用在电子技术中。