電感是閉合回路的一種屬性，是一個(gè)物理量。當(dāng)線圈通過電流后，在線圈中形成磁場感應(yīng)，感應(yīng)磁場又會產(chǎn)生感應(yīng)電流來抵制通過線圈中的電流。這種電流與線圈的相互作用關(guān)系稱為電的感抗，也就是電感，單位是亨利（H），以美國科學(xué)家約瑟夫亨利命名。它是描述由于線圈電流變化，在本線圈中或在另一線圈中引起感應(yīng)電動勢效應(yīng)的電路參數(shù)。電感是自感和互感的總稱。提供電感的器件稱為電感器。

一、電感器的定義

1.1電感的定義：

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

當(dāng)電感中通過直流電流時(shí)，其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線，不隨時(shí)間而變化可是當(dāng)在線圈中通過交流電流時(shí)，其周圍將呈現(xiàn)出隨時(shí)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(dāng)于一個(gè)新電源。當(dāng)形成閉合回路時(shí)，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(xué)中的慣性相類似的特性，在電學(xué)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(dāng)電感線圈接到交流電源上時(shí)，線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時(shí)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(gè)與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個(gè)參量，它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關(guān)。

1.2電感線圈與變壓器

電感線圈：導(dǎo)線中有電流時(shí)，其周圍即建立磁場。通常我們把導(dǎo)線繞成線圈，以增強(qiáng)線圈內(nèi)部的磁場。電感線圈就是據(jù)此把導(dǎo)線(漆包線、紗包或裸導(dǎo)線)一圈靠一圈(導(dǎo)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(gè)繞組。

變壓器：電感線圈中流過變化的電流時(shí)，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(gè)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。

1.3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=10*10*10mH=10*10*10*10*10*10uH。

1.4電感的分類：

按電感形式分類：固定電感、可變電感。

按導(dǎo)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(diǎn)分類：磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。

二、電感的主要特性參數(shù)

2.1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(biāo)注在線圈上，而以特定的名稱標(biāo)注。

2.2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=2pifL

2.3品質(zhì)因素Q

品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)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(dǎo)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。

2.4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。

2.5允許誤差：電感量實(shí)際值與標(biāo)稱之差除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)。

2.6標(biāo)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(biāo)稱電流值為50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。

三、常用電感線圈

3.1單層線圈

單層線圈是用絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機(jī)中波天線線圈。

3.2蜂房式線圈

如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交成一定的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)線來回彎折的次數(shù)，常稱為折點(diǎn)數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點(diǎn)是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機(jī)來繞制，折點(diǎn)越多，分布電容越小

3.3鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

線圈的電感量大小與有無磁芯有關(guān)。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。

3.4銅芯線圈

銅芯線圈在超短波范圍應(yīng)用較多，利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。

3.5色碼電感線圈

是一種高頻電感線圈，它是在磁芯上繞上一些漆包線后再用環(huán)氧樹脂或塑料封裝而成。它的工作頻率為10KHz至200MHz，電感量一般在0.1uH到3300uH之間。色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標(biāo)志方法同電阻一樣以色環(huán)來標(biāo)記。其單位為uH。

3.6阻流圈(扼流圈)

限制交流電通過的線圈稱阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

3.7偏轉(zhuǎn)線圈

偏轉(zhuǎn)線圈是電視機(jī)掃描電路輸出級的負(fù)載，偏轉(zhuǎn)線圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價(jià)格低。

四、電感在電路中的作用

基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等

形象說法：通直流，阻交流

細(xì)化解說：在電子線路中，電感線圈對交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等變壓器可以進(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

由感抗XL=2pifL知,電感L越大，頻率f越高，感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比，還與電流變化速度△i/△t成正比，這關(guān)系也可用下式表示：

電感線圈也是一個(gè)儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2Li2。

可見，線圈電感量越大，流過越大，儲存的電能也就越多。

電感的符號

電感量的標(biāo)稱：直標(biāo)式、色環(huán)標(biāo)式、無標(biāo)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。

五、電感的型號、規(guī)格及命名

國內(nèi)外有眾多的電感生產(chǎn)廠家，其中名牌廠家有SAMUNG、PHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等。

5.1片狀電感

電感量：10NH～1MH

材料：鐵氧體繞線型陶瓷疊層

精度：J=5%K=10%M=20%

尺寸：04020603080510081206121018121008=2.5mm*2.0mm1210=3.2mm*2.5mm

5.2功率電感

電感量：1NH～20MH

帶屏蔽、不帶屏蔽

尺寸：SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124CD43/54/73/75/104/105

5.3片狀磁珠

種類：CBG(普通型)阻抗：5～3K

CBH(大電流)阻抗：30～120

CBY(尖峰型)阻抗：5～2K

規(guī)格：0402/0603/0805/1206/1210/1806(貼片磁珠)

規(guī)格：SMB302520/SMB403025/SMB853025(貼片大電流磁珠)

5.4插件磁珠

規(guī)格：RH3.5

5.5色環(huán)電感

電感量：0.1uH～22MH

尺寸：0204、0307、0410、0512

豆形電感：0.1uH～22MH

尺寸：0405、0606、0607、0909、0910

精度：J=5%K=10%M=20%

精度：J=5%K=10%M=20%

插件的色環(huán)電感

讀法：同色環(huán)電阻的標(biāo)示

5.6立式電感

電感量：0.1uH～3MH

規(guī)格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912

5.7軸向?yàn)V波電感

規(guī)格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019

電感量：0.1uH-10mH。

額定電流：65mA~10A。

Q值高，價(jià)位一般較低，自諧振頻率高。

5.8磁環(huán)電感

規(guī)格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026

尺寸(單位mm)：3.25~15.88

5.9空氣芯電感

空氣芯電感為了取得較大的電感值，往往要用較多的漆包線繞成，而為了減少電感本身的線路電阻對直流電流的影響，要采用線徑較粗的漆包線。但在一些體積較少的產(chǎn)品中，采用很重很大的空氣芯電感不太現(xiàn)實(shí)，不但增加成本，而且限制了產(chǎn)品的體積。為了提高電感值而保持較輕的重量，我們可以在空氣芯電感中插入磁心、鐵心，提高電感的自感能力，借此提高電感值。目前，在計(jì)算機(jī)中，絕大部分是磁心電感。

六、電感在電路中的應(yīng)用

電感在電路最常見的功能就是與電容一起，組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道，電容具有阻直流，通交流的本領(lǐng)，而電感則有通直流，阻交流的功能。如果把伴有許多干擾信號的直流電通過LC濾波電路(如圖)，那么，交流干擾信號將被電容變成熱能消耗掉變得比較純凈的直流電流通過電感時(shí)，其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能，頻率較高的最容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。

LC濾波電路

在線路板電源部分的電感一般是由線徑非常粗的漆包線環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個(gè)高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的LC濾波電路。另外，線路板還大量采用蛇行線+貼片鉭電容來組成LC電路，因?yàn)樯咝芯€在電路板上來回折行，也可以看作一個(gè)小電感。

七、常見的磁芯磁環(huán)

鐵粉芯系列

材質(zhì)有：-2材(紅/透明)、-8材(黃/紅)、-18材(綠/紅)、-26材(黃/白)、-28材(灰/綠)、-33材(灰/黃)、-38材(灰/黑)、-40材(綠/黃)、-45材(黑色)、-52材(綠/藍(lán))尺寸：外徑大小從30到400D(注解：外徑從7.8mm到102mm)。

鐵硅鋁系列

主要u值有：60、75、90、125尺寸：外徑大小從3.5mm到77.8mm。

兩種產(chǎn)品的規(guī)格除了主要的環(huán)形外，另有E形，棒形等，還可以根據(jù)客戶提供的各項(xiàng)參數(shù)定做。它們廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)主機(jī)板，計(jì)算機(jī)電源，電源供應(yīng)器，手機(jī)充電器，燈飾變壓調(diào)光器，不間斷電源(UPS)，各種家用電器控制板等。

八、電感與磁珠的聯(lián)系與區(qū)別

1、電感是儲能元件，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件

2、電感多用于電源濾波回路，磁珠多用于信號回路，用于EMC對策

3、磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾，而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾。兩者都可用于處理EMC、EMI問題。EMI的兩個(gè)途徑，即：輻射和傳導(dǎo)，不同的途徑采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用電感。

4、磁珠是用來吸收超高頻信號，象一些RF電路，PLL，振蕩電路，含超高頻存儲器電路(DDRSDRAM，RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等，其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHZ。

5、電感一般用于電路的匹配和信號質(zhì)量的控制上。一般地的連接和電源的連接。在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁珠。對信號線也采用磁珠。

磁珠的大小(確切的說應(yīng)該是磁珠的特性曲線)取決于需要磁珠吸收的干擾波的頻率。磁珠就是阻高頻，對直流電阻低，對高頻電阻高。比如1000R@100Mhz就是說對100M頻率的信號有1000歐姆的電阻。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來標(biāo)稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的datasheet上一般會附有頻率和阻抗的特性曲線圖。一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn)，比如2012B601，就是指在100MHz的時(shí)候磁珠的Impedance為600歐姆。

九、部分電感的計(jì)算公式

9.1環(huán)形電感

針對環(huán)形CORE，有以下公式可利用:(IRON)

L=N2*ALL=電感量(H)AL=感應(yīng)系數(shù)

H-DC=0.4piNI/lN==繞線匝數(shù)(圈)

H-DC=直流磁化力I=通過電流(A)l=磁路長度(cm)

l及AL值大小，可參照Micrometa對照表。例如:以T50-52材，繞線5圈半，其L值為T50-52(表示OD為0.5英寸)，經(jīng)查表其AL值約為33nH

L=33*(5.5)2=998.25nHasymp1H

當(dāng)通過10A電流時(shí)，其L值變化可由l=3.74(查表)

H-DC=0.4piNI/l=0.43.145.510/3.74=18.47(查表后)

即可了解L值下降程度(i%)

9.2電感計(jì)算

介紹一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式

L=(k*0*s*N2*S)/l

其中

0為真空磁導(dǎo)率=4pi*10(-7)。(10的負(fù)七次方)

s為線圈內(nèi)部磁芯的相對磁導(dǎo)率，空心線圈時(shí)s=1

N2為線圈圈數(shù)的平方

S線圈的截面積，單位為平方米

l線圈的長度，單位為米

k系數(shù)，取決于線圈的半徑(R)與長度(l)的比值。

計(jì)算出的電感量的單位為亨利。

以上均為理論值，實(shí)際的電量以實(shí)測為準(zhǔn)。

十、電感的測量

電感測量的兩類儀器：RLC測量(電阻、電感、電容三種都可以測量)和電感測量儀。

電感的測量：空載測量(理論值)和在實(shí)際電路中的測量(實(shí)際值)。

由于電感使用的實(shí)際電路過多，難以類舉。所以我們就在空載情況下的測量加以解說。

電感量的測量步驟：(RLC測量)

1、熟悉儀器的操作規(guī)則(使用說明)，及注意事項(xiàng)。

2、開啟電源，預(yù)備15~30分鐘。

3、選中L檔，選中測量電感量

4、把兩個(gè)夾子互夾并復(fù)位清零

5、把兩個(gè)夾子分別夾住電感的兩端，讀數(shù)值并記錄電感量

6、重復(fù)步驟4和步驟5，記錄測量值。要有5~8個(gè)數(shù)據(jù)。

7、比較幾個(gè)測量值：若相差不大(0.2uH)則取其平均值，記得電感的理論值若相差過大()0.3uH)則重復(fù)步驟2~步驟6，直到取到電感的理論值。

不同的儀器能測量的電感參數(shù)都有一些出入。因此，做任何測量前的熟悉你的測量儀器。你的儀器能做什么。然后按照它給你的操作說明去做即可。

十一、電感在使用過程中要注意的事項(xiàng)

11.1電感使用的場合

潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性，還是阻抗特性等，都要注意。

11.2電感的頻率特性

在低頻時(shí)，電感一般呈現(xiàn)電感特性，既只起蓄能，濾高頻的特性。

但在高頻時(shí)，它的阻抗特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱，感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。

下面就鐵氧體材料的電感加以解說：

鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用，因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要程電感特性，使得線上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實(shí)際應(yīng)用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實(shí)際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當(dāng)高，以至于電流全部通過電阻。鐵氧體是一個(gè)消耗裝置，高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。

11.3電感設(shè)計(jì)要承受的最大電流，及相應(yīng)的發(fā)熱情況。

11.4使用磁環(huán)時(shí)，對照上面的磁環(huán)部分，找出對應(yīng)的L值，對應(yīng)材料的使用范圍。

11.5注意導(dǎo)線(漆包線、紗包或裸導(dǎo)線)，常用的漆包線。要找出最適合的線經(jīng)。