为什么在具有铁芯线圈的交流电路中，外加电压是正弦波时，磁通也将是正弦波？
为什么在具有铁芯线圈的交流电路中,外加电压是正弦波时, 磁通也将是正弦波?
答:在正弦波交流电路中，电感的作用表现为电抗XL=2πfL，从物理意义上讲，频率f大小变化对其电抗值对影响最大。
●根据电磁感应定律计算公式:
自感电动势E=n＆DeIta
E为自感电动势，单位(V)；
n为感应线圈匝数；
＆DeIta为自感电流变化率。
●当线圈中的电流发生变化时，产生自感电动势，企图阻止正弦波电流的变化，其关系为:eL=-L×di/dt。
由此可见，正弦波电流的变化率 越大，则企图阻止电流变化的自感电动势也就越大。在电流为正弦波的特定情况下，可以将电感线圈对电流的阻力用xL=2πfL表示。式中频率f是直接反映电流的变化率。电流变化率越高，则频率也越高，则xL就越大，即对电流的阻力越大。在一定的电压下，通过电感的电流就小了。
●在直流电路中，f=0，纯L线圈可以视为短路状态。
●这里用正弦波交流电举例:
电流为 I=10+5sin314t-0.5cos628t，求这个电流的最大值和最小值。见下图所示。
●从坐标图将上述电流中三个分量画出如上图所示。便能看到最大值和最小值。
电流的最大值为 Imax=10+5+0.5=15.5。
电流的最小值为
Imin=10-5+0.5=5.5。
●其实，这里用交流变压器的工作原理可以解释线圈在交流电流中，通过电磁感应电动势的变化而在升压或降压的原理说明电感线圈通过正弦波而感应出来的也是对应的正弦波。
♥为什么变压器不能改变直流电的电压(电动势)?
●电磁感应原理的变压器能够改变电压的条件是，一次绕组施以交流电势产生交变磁通，交变磁通将在二次绕组产生感应电势，感应电势的大小与磁通的变化率成正比。当变压器通入直流电时，因电流大小和方向均不变,铁心中无交变磁通，即磁通恒定(磁通变化率为零)，故感应电势也为零。这时，全部直流电压加在具有很小电阻的绕组内，使电流非常大，造成近似短路的现象 。而交流电是正弦波规律交替变化的，当初级绕组通入交流电时，铁心内产生的磁通也随之变化，于是次级绕组内感应出交流电势，其感应电势与绕组的匝数成正比。若二次绕组圈数大于一次绕组圈数，就能升高电压;反之，二次绕组圈数小于一次绕组圈数时就能降压。
个人观点，仅供阅读者们参考参考一下。
知足常乐2021.9.8日于上海
简单明辽的回答就是:
在不饱合铁心的磁回路中，电压或电流与磁感应强度呈正比。也就是说在这个区域内，输入与输出是同步跟随变化的。
如通入的电源是直流电，磁感应大小就不会变化，铁芯线圈失去了感抗，这个线圈的直流电阻又小于直流电的定额欧姆值，那这个线圈就会烧坏！
所以在线性电感(工频变压器，音频变压器，甚至高频变压器，电流互感器等)元件中。在设计时，都要避免铁芯进入非线性区。
相反在非线性电感(`磁包和稳压器，饱和电抗器等)元件中，却要有意识的让铁芯工作在磁饱和区域内。以期不让磁感应强度随电压，电流的增高而加大，从而达到稳压与稳流的目的！
我们常发现用输出变压器的扩音机(主要是电子管机)售价都较高。原因之一就是怕最大输出时铁芯饱和而产生失真。同时也要保证足够低的低频下限(一般都设计低于10Hz，而不是象电源变压器工作于50Hz)。所以这种变压器往往是又大又重，再加上还要考虑高频(20kHz)上限。所以制作难度都比电源变压器高，更高要求可能还要设计成凹顶型，所以成本与工艺就比一般变压器高的多！
明白的能及时发现问题和有效地处理问题，原来所有问题是重要产品出厂前胎带嘀！厂内厂处制造设计，批量上市质检管理，一塌糊涂全别提！多少年来现场搞修理，根本故障原因知几许？！工匠精神自律己，发块月饼没有你。光阴似箭驹过隙，老板工人还能比？想要谋生勤学技，从来不懂托关系。掌灯苦读多书习，终变废纸是书籍。电大夜大有机遇，老骥伏枥赶时余！
其实，不论是空心线圈还是铁芯线圈，其工作原理是完全相同的，只不过由于线圈有了铁芯，磁阻显著减小，电感量会显著增加，但也只是量变，并没有质变，所以根据此题目的题意，不管是空心线圈还是铁芯线圈，答案都是相同的。由于铁芯线圈的“铁芯”的材质、形状都会直接影响到线圈的电感量，所以不可能有一个现成的公式进行计算，只能具体情况具体分析，然而空心线圈是很容易计算的，一个空心线圈的磁场强度(H)的计算公式是：H = N × I / Le，由此公式可见，线圈的磁场强度H是与流过线圈的电流I成正比的。提问者给定的条件是正弦波电压，用数学表达式可以写成u＝U(m)sin(ωt)，若将这个电压加在一个感抗为XL(忽略电阻)的线圈上，此时线圈的电流可以表达为：i＝(U(m)/XL)sin(ωt＋90°)，可见这个电流也是一个正弦波，只不过比电压滞后了90度。结论：线圈的磁场强度与电流成正比，电流是正弦波磁场就一定是正弦波。
