若两个线圈的磁场存在相互作用,则称这两个线圈磁耦合。如表1所示为具有磁耦合的两个线圈,线圈1和2的匝数分别为,电感为。在表1(a)中,当施感电流流入线圈1时,在线圈1中产生
,自感磁链。的一部分或全部交链线圈2时,在线圈2中产生互感磁通,互感磁链。在表1(b)中,当施感电流流入线圈2时,在线圈2中产生自感磁通,自感磁链。的一部分或全部交链线圈1时,在线圈1中产生互感磁通,互感磁链[2]。
如果线圈周围的媒质为非铁磁物质时,自感磁链为
互感磁链为
式(2)中,和称为互感系数,简称互感,单位为亨(H)。可以证明,,略去M的下标,常用M来表示两个耦合线圈的互感。从而,当和同时流入线圈1和2时,如表1(c)所示,则线圈1和2的磁链取自感磁链方向,此时分别有
一个线圈上互感磁链和自感磁链的方向不一定是相同的。如表2(a)所示,流出线圈2的端子2时互感磁链与自感磁链方向相反;如表2(b)所示,线圈2的绕向与线圈1的绕向相反时互感磁链与自感磁链方向相反。此时有
设线圈上与、与取关联参考方向,与、,和与、符合右手螺旋定则。由电磁感应定律,可得
式(4)中,为自感电压,为互感电压。由式(3)和式(4)可知,一个线圈上互感磁链与自感磁链方向相同时,互感电压前取正号;相反时取负号。
在正弦稳态电路中,式(4)可写为
式(5)中,称为互感抗,记为。