業(yè)余愛(ài)好電子產(chǎn)品很少使用電感器。但是，如果您正在做任何涉及交流電 (AC) 的事情，了解它們是必不可少的。在使用交流電的應(yīng)用中，它們與電阻器一樣受歡迎。它們會(huì)改變電流的流動(dòng)。因此，它們非常適合過(guò)濾信號(hào)并在不同的交流電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這就是我們經(jīng)常在可變電源中使用它們的原因。這些只是您應(yīng)該了解電感器的部分原因。不過(guò)，本指南將探討一些電感基礎(chǔ)知識(shí)。 

什么是電感？

一組電感線圈 

電感器是一種可瞬時(shí)儲(chǔ)存能量的電子元件。因此，它使用磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。通常，大多數(shù)電感器表現(xiàn)為圍繞磁性或非磁性線圈的線圈（通常是銅線）。成型機(jī)可以使用以下主要類(lèi)型的芯材： 

• 鐵心

• 鐵氧體磁芯

• 空芯

• 陶瓷磁芯電感

因此，鐵氧體和鐵芯電感可能是最可取的，因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生更大的磁場(chǎng)，從而儲(chǔ)存更多的能量。  

電感器如何工作？

一個(gè)電感

您可能已經(jīng)注意到，電感器不一定需要成型器才能工作。大多數(shù)空氣電感器都是緊密絕緣的線纏繞在一起而沒(méi)有中心。由于法拉第感應(yīng)定律，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 

當(dāng)我們盤(pán)繞一簇電線時(shí)，這會(huì)產(chǎn)生更大的磁場(chǎng)。當(dāng)電流流過(guò)這個(gè)簇時(shí)，它變成了磁能。然而，當(dāng)電流停止流動(dòng)時(shí)，電磁場(chǎng)就會(huì)被擊穿，磁能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮幽堋?/span>在這個(gè)階段，它模仿了一根經(jīng)典的電線。

但是，電感器轉(zhuǎn)換并釋放所有磁能和電能之前需要一段時(shí)間，這是所有電感器起作用的電磁學(xué)的基本概念。 

為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們可以將電感器視為大型水車(chē)。當(dāng)你有一個(gè)沉重的固定水車(chē)并開(kāi)始讓水流過(guò)它時(shí)，需要一些時(shí)間和精力才能讓水輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。然而，一旦它開(kāi)始旋轉(zhuǎn)并有足夠的動(dòng)力，當(dāng)你切斷供水時(shí)，它需要一段時(shí)間才能停止旋轉(zhuǎn)。電感器的工作原理相同，但帶有電荷。  

這種對(duì)電流的阻力就是我們所知道的電感。它描述了磁通量與感應(yīng)它的電流之間的比率。電子市場(chǎng)上有各種各樣不同類(lèi)型的電感器。它們都有自己獨(dú)特的基本屬性、構(gòu)造和用途。

電感器和電容器之間的差異

電源板電容和電感

雖然電感器和電容器具有相似的功能，但它們的工作方式卻大不相同。它們都是從電路中存儲(chǔ)能量然后釋放能量的無(wú)源元件。然而，電容器在電場(chǎng)中儲(chǔ)存能量。相比之下，電感器將能量存儲(chǔ)在磁場(chǎng)中并將其作為電能釋放。因此，這是一個(gè)我們稱(chēng)為電磁感應(yīng)的過(guò)程。

值得注意的是，這就是電感器得名的地方。盡管如此，我們通常在電源等高壓電解應(yīng)用中使用電容器。

我們還可以在需要大電容值的低電壓應(yīng)用和一般用途中使用它們。另一方面，我們?cè)趶V播電視等交流應(yīng)用中使用電感器。  

電感符號(hào)

我們使用電感的 SI 單位（我們稱(chēng)為亨利(H)）來(lái)測(cè)量電感。它得名于發(fā)現(xiàn)互感的著名科學(xué)家約瑟夫·亨利 (Joseph Henry)。然而，電感器的不同電子符號(hào)如下所示：

電感器的電氣/電子符號(hào)

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如何測(cè)量電感

在我們探討如何測(cè)量電感之前，我們需要檢查哪些因素會(huì)影響電感。

影響電感的因素

工業(yè)扼流電感合集 

我們可以通過(guò)四個(gè)主要因素來(lái)確定電感器的電磁電感：

• 線圈匝數(shù)（N）

• 磁芯材料和磁導(dǎo)率 (μ)

• 線圈截面積（A）

• 線圈長(zhǎng)度 ( l )

電感與磁導(dǎo)率成正比。如果我們?cè)黾哟艑?dǎo)率，就會(huì)增加電感。讓我們考慮一下空芯電感器。空氣的相對(duì)滲透率為 1 (μ = 1)。這是因?yàn)榭諝猓拖裉沾梢粯樱瑤缀鯖](méi)有磁性，因此它不會(huì)以任何方式增強(qiáng)線圈的電感。

如果您需要電感量更高的電感器，則應(yīng)考慮使用磁性材料或鐵磁性材料的磁芯。順便說(shuō)一下，磁芯電感的磁導(dǎo)率范圍在數(shù)百 (μ = 100+) 之間。

因此，它們?yōu)橄嗤叽绲碾姼衅魈峁┝嗣黠@更高的電感。這就是制造商傾向于避免構(gòu)建空芯電感器的原因。雖然您可能認(rèn)為使用具有最高磁導(dǎo)率的磁芯材料是個(gè)好主意，但這并不是因?yàn)榇判静牧项?lèi)型會(huì)影響功率和熱效率。 

鐵氧體和金屬?gòu)?fù)合材料是制造商在導(dǎo)體中常用的兩種磁芯。每種類(lèi)型的材料都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，對(duì)于給定的封裝尺寸，鐵氧體材料往往具有非常高的磁導(dǎo)率和高電感值。 

然而，熱不穩(wěn)定性可能是阻止人們選擇這種芯材的一個(gè)因素。在飽和水平以上運(yùn)行輸入電流可能導(dǎo)致電子電路過(guò)熱和故障。 

金屬?gòu)?fù)合芯往往更受歡迎，因?yàn)樗鼈兊娘柡吞匦暂^軟。這可能更接近您的理想電感。然而，在選擇電感器時(shí)，這些是您需要考慮的因素。它們控制和影響電感器的電磁特性。

如何計(jì)算電感線圈的微亨

要找到線圈的電感，您需要測(cè)量回路的長(zhǎng)度 (L) 和直徑 (d)，并計(jì)算匝數(shù) (N)（或回路中的環(huán)）。接下來(lái)，您必須將匝數(shù) (N^2) 和直徑 (D^2) 平方。接下來(lái)，您需要將平方數(shù)彼此相乘。在單獨(dú)的計(jì)算中，將直徑乘以 18 (18D) 并將其添加到長(zhǎng)度上，然后乘以 40 (40L)。

將第一個(gè)方程除以第二個(gè)方程。您的最終方程式將如下所示： 

μH = (N^2)(D^2) ÷ (18D + 40L) 

上述計(jì)算將揭示線圈的微亨。要將微亨轉(zhuǎn)換為亨利，您需要將上述分析的結(jié)果除以 1,000,000。這是因?yàn)椋?nbsp;

• 1μH = 0.000001H 

• 1H = 1000000μH    

您可以找到在線線圈電感計(jì)算器或購(gòu)買(mǎi)已知值的電感器，以方便自己計(jì)算。 

串聯(lián)和并聯(lián)電感

就像將電阻器和電容器串聯(lián)和并聯(lián)一樣，您很可能想要對(duì)電感器做同樣的事情。作為一般經(jīng)驗(yàn)法則，電感器以與電阻器相同的方式串聯(lián)和并聯(lián)。因此，串聯(lián)和并聯(lián)電阻器的公式與電感器相似。 

串聯(lián)的電感器就像電阻器一樣加在一起。假設(shè)您有兩個(gè)串聯(lián)的電感器（L1 和 L2）。等式將如下所示：

總計(jì) = L1 + L2 

電感串聯(lián)電路圖

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這是有道理的，因?yàn)榱鹘?jīng)所有電感器的電流相同。因此，如果草案有變化，所有電感器的差異是相同的。當(dāng)我們并聯(lián)電感器時(shí)，總電感量將小于每個(gè)電感器。 

因此，由于電流分裂，每個(gè)電感器經(jīng)歷的電流量小于流經(jīng)電路的電流總量。因此，磁通量與電流的比率是不同的。因此，等式將如下所示：

總計(jì) = 1/(1/L1+1/L2)

電路圖如果電感并聯(lián)

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電感器儲(chǔ)存的能量

在本節(jié)中，我們將探討如何計(jì)算電感中的電能。 

讓我們舉一個(gè)例子，其中 15A（安培）的電流流過(guò) 200mH 的電感器。存儲(chǔ)的能量是電感乘以風(fēng)的平方的 1/2。 

我們方程的模板如下所示：

U = 1/2L * I^2 

使用我們的示例，我們需要采取的第一步是將 mH (millihenrys) 轉(zhuǎn)換為 H (henrys)。為此，您需要將 mH 電感值乘以 10^-3。因此，計(jì)算和結(jié)果將如下所示： 

200mh * 10^-3 = 0.2H

一旦我們有了以亨利為單位的電感，我們就可以計(jì)算磁場(chǎng)的能量。計(jì)算如下：

U = 1/2(0.2) * 15^2

U = 22.5 焦耳   

這是計(jì)算電感器磁場(chǎng)中存儲(chǔ)能量的標(biāo)準(zhǔn)方程。 

電感應(yīng)用

電感器作為電路中的扼流圈 

我們?cè)谏弦还?jié)中簡(jiǎn)要介紹了電感器的一些用途。盡管如此，讓我們仔細(xì)看看并擴(kuò)展其中的一些應(yīng)用程序。我們將電感器用于：

• 升壓轉(zhuǎn)換器，它們有助于提高直流 (DC) 輸出電壓，同時(shí)降低電流 

• 扼流交流電源，只允許直流 (DC) 通過(guò)電路

• 不同頻率的分離

• 射頻電路、模擬電路和調(diào)諧電路

• 電機(jī)、變壓器、繼電器以及各種其他電子產(chǎn)品和轉(zhuǎn)換器

這些是最常見(jiàn)的電感器應(yīng)用，我們也可以在無(wú)線電應(yīng)用中使用更高頻率的電感器。  

概括

請(qǐng)務(wù)必記住，您無(wú)法使用標(biāo)準(zhǔn)萬(wàn)用表測(cè)量電感。但是，您可以找到帶有內(nèi)置 RLC 儀表的特定型號(hào)。但是，它不會(huì)向您顯示最準(zhǔn)確的結(jié)果。要正確測(cè)量電感，您需要使用 RLC 表。您可以將電感器連接到設(shè)備，它將運(yùn)行快速測(cè)試以測(cè)量值。或者，您可以使用上述指南中的一些信息來(lái)弄清楚如何自己計(jì)算電感。盡管如此，我們希望您發(fā)現(xiàn)上述文字對(duì)您有所幫助。一如既往，感謝您的閱讀。