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線圈

線圈是指用電導體（例如電線）繞成多圈螺旋形的裝置[1][2]。電機工程學中有許多領域會用到線圈，會用在電流和磁場有交互作用的應用中，像電動機、發電機、電感元件、電磁鐵、變壓器等電子設備，或是磁共振成像機器中用到的偵測線圈。線圈上的電流會產生磁場，若線圈附近有磁場，使線圈中心有隨時間變化的磁場，也會讓線圈上產生電動勢（電壓）。

有電流流動的線圈，其磁力線（綠色）通過線圈的中央，其磁場集中在線圈中心處

依照安培環路定律，任意導體上的電流都會產生圓形分佈的磁場[3]。線圈的好處是可以提昇電流所產生的磁場強度。每一圈導體產生的磁場都會通過線圈中心，而且會疊加，因此會產生較大的磁場[3]。線圈的圈數越多，磁場就越強。另外，根據法拉第電磁感應定律，變化的外加磁通會在導體（例如電線）上感應電壓[3][4]。若將導體作成線圈，磁力線會多次通過電路，因此感應電壓會增加[3]。

線圈產生磁場的方向可以用右手定則來確認。若右手的四隻手指抓住線圈，而手指是往電流流動的方向，則拇指指向方向即為通過線圈磁場的方向。

在電機和電子設備中，有許多不同種類的線圈。

在多圈導線形成的線圈裡，各圈導線形成的磁場會在線圈中心疊加，產生較強的磁場。圖中畫出的是通過線圈中心的截面。打叉處是表示其電流進入頁面，打點處是表示其電流從頁面出來

繞組和抽頭

 
典型的變壓器組態

組成線圈的電線或是導體稱為繞組（winding）[5]。線圈中心的部份稱為磁芯 （core）或磁軸（magnetic axis）[6]。每一圈的導線稱為一匝[2]。繞組中的導體會互相接觸，但其外層需要包覆不導電的絕緣體（如塑膠或是瓷漆），以免各圈之間短路[2]。導線的終端會拉出來，接到其他外部電路，除了頭尾兩端外，繞組中也可能有其他部份有端子可以接到外部電路，這稱為抽頭（taps）[7]。若繞組中間處有一個抽頭，則稱為中心抽頭（center-tapped）[8]。

線圈中可能會有多組繞組，各繞組彼此絕緣。若在同一個磁軸上有二個或多個繞組，這些繞組稱為電感耦合（inductively coupled）或磁耦合（magnetically coupled）[9]。一個繞組上的時變電流會產生時變磁場，並傳遞到其他的繞組，讓其他繞組產生時變電壓，這就是 變壓器[10]。產生磁場的繞組稱為一次繞組（primary winding），其他感應電壓的繞組稱為二次繞組（secondary winding）。

參考資料

  1. ^ Stauffer, H. Brooke. NFPA's Pocket Dictionary of Electrical Terms. Jones and Hymel Tucker. 2002: 36. ISBN 978-0877655992. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Laplante, Phillip A. Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. Springer. 1999: 114–115. ISBN 978-3540648352. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Arun, P. Electronics. Alpha Sciences International Ltd. 2006: 73–77. ISBN 978-1842652176. 
  4. ^ Amos, S. W.; Amos, Roger. Newnes 2002, p. 129. Elsevier. 4 March 2002. ISBN 9780080524054. 
  5. ^ Stauffer, H.B. NFPA's Pocket Dictionary of Electrical Terms. Jones & Bartlett Learning, LLC. 2005: 273 [2017-01-07]. ISBN 9780877655992. 
  6. ^ Amos, S W; Roger Amos. Newnes Dictionary of Electronics. Newnes. 2002: 191. ISBN 978-0080524054. 
  7. ^ Laplante, P.A. Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. Springer Berlin Heidelberg. 1999: 633 [2017-01-07]. ISBN 9783540648352. 
  8. ^ Stauffer, H.B. NFPA's Pocket Dictionary of Electrical Terms. Jones & Bartlett Learning, LLC. 2005: 29 [2017-01-07]. ISBN 9780877655992. 
  9. ^ Amos, S.W.; Amos, R. Newnes Dictionary of Electronics. Elsevier Science. 2002: 167 [2017-01-07]. ISBN 9780080524054. 
  10. ^ Amos, S.W.; Amos, R. Newnes Dictionary of Electronics. Elsevier Science. 2002: 326 [2017-01-07]. ISBN 9780080524054. 

外部連結

 
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