學習電感入門：電感線圈與變壓器

電感器是一種電路元件，會因為通過的電流的改變而產(chǎn)生電動勢，從而抵抗電流的改變。

電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器，但只有一個繞組，一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。

如果電感器在沒有電流通過的狀態(tài)下，電路接通時它將試圖阻礙電流流過它；如果電感器在有電流通過的狀態(tài)下，電路斷開時它將試圖維持電流不變。

1 電感的定義

電感是導線內(nèi)通過交流電流時，在導線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，導線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。

當電感中通過直流電流時，其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線，不隨時間而變化；可是當在線圈中通過交流電流時，其周圍將呈現(xiàn)出隨時間而變化的磁力線。

根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律——磁生電來分析，變化的磁力線在線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，此感應(yīng)電勢相當于一個“新電源”。

當形成閉合回路時，此感應(yīng)電勢就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線的變化的。

由于原來磁力線變化來源于外加交變電源的變化，故從客觀效果看，電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。

電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性，在電學上取名為“自感應(yīng)”。通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間會發(fā)生火花，這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢所造成的。

總之，當電感線圈接到交流電源上時，線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著，致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動勢，稱為“自感電動勢”。

由此可見，電感量只是一個與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個參量，它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。

2 電感的符號與單位

電感符號：L

電感單位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH)，1H=103mH=106uH。

電感量的標稱：直標式、色環(huán)標式、無標式

電感方向性：無方向

檢查電感好壞方法：用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。

3 電感的分類

按電感形式分類：固定電感、可變電感。

按導磁體性質(zhì)分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

按工作性質(zhì)分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。

按繞線結(jié)構(gòu)分類：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。

按工作頻率分類：高頻線圈、低頻線圈。

按結(jié)構(gòu)特點分類：磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。

4 電感線圈與變壓器

電感線圈：導線中有電流時，其周圍即建立磁場。通常我們把導線繞成線圈，以增強線圈內(nèi)部的磁場。

電感線圈就是據(jù)此把導線（漆包線、紗包或裸導線）一圈靠一圈（導線間彼此互相絕緣）地繞在絕緣管（絕緣體、鐵芯或磁芯）上制成的。

一般情況，電感線圈只有一個繞組。

變壓器：電感線圈中流過變化的電流時，不但在自身兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而且能使附近的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這一現(xiàn)象叫互感。兩個彼此不連接但又靠近，相互間存在電磁感應(yīng)的線圈一般叫變壓器。

5 電感的作用

電感器的作用主要是通直流，阻交流，在電路中主要起到濾波、振蕩、延遲、陷波等作用。

電感線圈對交流電流有阻礙作用，阻礙作用的大小稱感抗XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為：

XL=2πfL

電感器主要可分為高頻阻流線圈及低頻阻流線圈。

調(diào)諧與選頻作用：電感線圈與電容器并聯(lián)可組成LC調(diào)諧電路。即電路的固有振蕩頻率f0與非交流信號的頻率f相等，則回路的感抗與容抗也相等，于是電磁能量就在電感、電容來回振蕩，這LC回路的諧振現(xiàn)象。

諧振時電路的感抗與容抗等值又反向，回路總電流的感抗最小，電流量最大（指f="f0"的交流信號），LC諧振電路具有選擇頻率的作用，能將某一頻率f的交流信號選擇出來。

電感器還有篩選信號、過濾噪聲、穩(wěn)定電流及抑制電磁波干擾等作用。

在電子設(shè)備中，經(jīng)?？吹接械拇怒h(huán)，這種磁環(huán)與連接電纜構(gòu)成一個電感器（電纜中的導線在磁環(huán)上繞幾圈電感線圈）。

它是電子電路中常用的抗干擾元件，高頻噪聲有很好的屏蔽作用，故被稱為吸收磁環(huán)。

通常使用鐵氧體材料制成，又稱鐵氧體磁環(huán)（簡稱磁環(huán)）。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特牲。在低頻時阻抗很小，當信號頻率升高后磁環(huán)的阻抗急劇變大。

6 電感的主要特性參數(shù)

電感量L

電感量L表示線圈本身固有特性，與電流大小無關(guān)。除專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標注在線圈上，而以特定的名稱標注。

感抗XL

電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL

品質(zhì)因素Q

品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個物理量，Q為感抗XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。線圈的Q值愈高，回路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電 阻，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈，多股粗線圈均可提高線圈的Q 值。

分布電容

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。

允許誤差

電感量實際值與標稱之差除以標稱值所得的百分數(shù)。

標稱電流

指線圈允許通過的電流大小，通常用字母A、B、C、D、E分別表示，標稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

審核編輯 ：李倩