一文读懂电感的那些必须掌握的事儿

电感这类元器件是工程师们电源设计中不可缺少的重要部分之一。那么，作为资深的工程师而言，你能真的清楚电感器的存在意味着什么，又是通过怎样的过程完成它的使命的吗？

一、电感的定义：

电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件，其是根据电磁感应原理制成的器件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。实际上，凡是能够产生自感、互感作用的器件，均可称为电感器。电感器的用途极为广泛，在交流电路中电感器有阻碍交流通过的能力，在电路中常被用作阻流、变压、交流耦合及负载等;当电感器和电容器配合时，可用作调谐、滤波、选频、分频等。

最简单的电感器就是用导线空心的绕几圈，有磁芯的电感器在磁芯上用导线绕几圈。无论哪种电感器，如果结构相同，其基本特性相同，但绕的匝数不同或有无磁芯不同时，电感器的电感量的大小不同。绕线匝数越多，电感量越大，在同样匝数的情况下，线圈增加了磁芯后，电感量会增加。

电感器在电路中具有感抗特性，感抗如同电阻一样阻碍电流流动，但是感抗与流过电感器的电流频率相关，还与电感器本身的电感量相关。电感对直流呈通路，而对于交流却呈现很大阻碍作用，通常我们称之为感抗，XL=2πfL，其中XL为电感的感抗;f为流过电感交流电的频率;L为电感的电感量。在电感量确定的前提下，f越大，感抗越大即阻碍作用越大。

二、工作原理：

电流通过电线时，将会以电线为中心而产生同心圆形状的磁场。此时，如果将电线弯成如图中的“弹簧形”，电感器内部的磁通量将指向同一方向，从而增强。通过调整圈数，可以产生与圈数成正比的磁场。这就是电感器的原理。

电流通过电感器会产生磁场，相反，磁场变化则会产生电流。

(电磁感应定律)

E = L ・(d i/d t)

L: 电感器的自感

E: 反电动势

电感器中产生的反电动势E，与单位时间的电流变化率(di/dt)成正比，因此在一定电流持续沿同一方向流动的直流电通过时不会发生。也就是说，电感器对于直流电流没有任何作用，只对交流电起到阻碍电流的作用。利用电感器的这一性质，在交流电路中可以用作电阻(阻抗)。电感器具备的阻抗Z(单位Ω)为：

Z=ωL=2πfL    f为交流频率、L为电感器的自感。

三、符号与单位：

电感符号：L

电感单位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH)，1H=103mH=106uH。

电感量的标称：直标式、色环标式、无标式

电感方向性：无方向

检查电感好坏方法：用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断，理想的电感电阻很小，近乎为零。

四、主要技术参数：

①电感量：也称做自感系数(L)，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。L的单位为H(亨)、mH(毫亨)和μH(微亨)，三者的换算关系如下：

1H = 103mH = 106μH

②品质因数：是表示电感线圈品质的参数，也称做Q值或优值。Q值越高，电路的损耗越小，效率越高。

③分布电容：线圈匝问、线圈与地之间、线圈与屏蔽盒之间以及线圈的层间都存在着电容，这些电容统称为线圈的分布电容。分布电容的存在会使线圈的等效总损耗电阻增大，品质因数Q降低。

④额定电流：是指允许长时间通过线圈的最大工作电流。

⑤稳定性：主要指参数受温度、湿度和机械振动等影响的程度。

五、作用：

阻流：线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化相对抗。主要可分为高频阻流线圈及低频阻流线圈。

调谐与选频：电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的频率f相等，则回路的感抗与容抗也相等，于是电磁能量就在电感、电容之间来回振荡，这就是LC回路的谐振现象。谐振时由于电路的感抗与容抗等值又反向，因此回路总电流的感抗最小，电流量最大(指f=f0的交流信号)，所以LC谐振电路具有选择频率的作用，能将某一频率f的交流信号选择出来。

扼流：在低频电路用来阻止低频交流电;脉动直流电到纯直流电路;它常用在整流电路输出端两个滤波电容的中间，扼流圈与电容组成滤波电路。在高频电路：是防止高频电流流向低频端，在老式再生式收音机中的高频扼流圈得到应用。

滤波：也是阻止整流后的脉动直流电流流向纯直流电路由扼流圈(为简化电路，降低成本，用纯电阻替带扼流圈)两个电容(电解电容)组成派式滤波电路。利用电容充放电作用和扼 流圈通直流电，阻挡交流电特性来完成平滑直流电而得到纯正的直流电。

震荡：整流是把交流电变成直流电，那么震荡就是把直流电变成交流电的反过程，因此把完成这一过程的电路叫作“震荡器”。震荡器的波形：有正旋波，锯齿波，梯形波，方波，矩形波，尖峰波。频率由几赫兹-几十G赫兹。在有线电，无线电领域应用非常广泛。

六、检测：

电感器的常见故障有断路、短路等。为了保证电路正常工作，电感器使用前必须进行测量，用万用表欧姆档可以对电感器进行简单的测量，测出电感线圈的直流电阻，并与其技术指标相比较：若阻值比规定的阻值小得多，则说明线圈存在局部短路或严重短路情况;若阻值为∞，则表示线圈存在断路。

七、使用注意事项：

1.电感使用的场合

潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性，还是阻抗特性等，都要注意。

2.电感的频率特性

在低频时，电感一般呈现电感特性，既只起蓄能，滤高频的特性。但在高频时，它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热，感性效应降低等现象。不同的电感的高频特性都不一样。