视频字幕
自感现象是电磁学中的重要概念。当线圈中的电流发生变化时，变化的电流会产生变化的磁场，这个变化的磁场又会在线圈自身中产生感应电动势。这种现象称为自感现象。自感电动势的大小与电流变化率成正比，方向总是阻碍电流的变化。
自感系数L是衡量线圈自感能力的重要参数。根据法拉第电磁感应定律，自感电动势等于负的自感系数乘以电流变化率。对于螺线管，自感系数等于真空磁导率乘以单位长度匝数的平方再乘以体积。展开后可以写成真空磁导率乘以总匝数的平方乘以截面积除以长度。公式中的负号体现了楞次定律，表示感应电动势总是阻碍引起它的电流变化。
自感系数受多个因素影响。首先是匝数，自感与匝数的平方成正比，这是最重要的因素。其次是截面积，截面积越大自感越大。第三是线圈长度，长度增加会使自感减小。最后是磁导率，使用高磁导率材料可以显著增加自感。通过调节这些参数，我们可以设计出满足不同需求的电感器。
RL电路是自感现象的典型应用实例。当开关闭合时，由于自感的作用，电流不能瞬间达到稳态值，而是按指数规律逐渐增长。当开关断开时，电流也不会立即为零，而是按指数规律衰减。这个过程的快慢由时间常数τ决定，τ等于电感L除以电阻R。时间常数表示电流达到稳态值63.2%或衰减到初值36.8%所需的时间。
电感器具有储存磁场能量的能力。当电流通过电感时，电感周围建立磁场，磁场中储存着能量。储存的磁场能量公式为W等于二分之一LI的平方，可以通过功率积分推导得出。磁场能量密度与磁感应强度的平方成正比。电感储存的能量与电流的平方成正比，当电流增大时，储存的能量快速增加。当电路断开时，储存在磁场中的能量会释放出来。