電感的基礎知識介紹

3.電感

電感器是通過電磁感應的原理來工作的電抗器件。當電流通過一段導線時，在導線的周圍會產生一定的電磁場， 而這個電磁場會對處于這個電磁場中的導線產生作用，我們將這個作用稱為電磁感應。為了加強電磁感應，人們常將絕緣的導線繞成一定圈數的線圈，我們將這個線圈稱為電感線圈(coil) ；為了簡便起見，通常將電感線圈簡稱為電感器或者電感(Inductor)。

3.1 電感器的分類

電感器中的線圈是由普通的導線纏繞而成，纏繞一圈稱為一匝，所以線圈都有匝數的概念，一般線圈的匝數都大于1。 這里的普通導線也不是裸線，而是包有絕緣層的銅線或鋁線，因此，線圈的匝與匝之間是彼此絕緣的。常用的電感器有下面幾種。

1. 貼片電感器

貼片電感器可分為小功率貼片電感器和大功率貼片電感器兩類。

小功率貼片電感器又稱片式疊層電感器，其外觀與片式陶瓷電容器很相似，常見的貼片電感器有以下幾種：一種是兩端銀白色，中間是白色；一種是兩端銀白色，中間是灰黑色；一種是兩端是銀白色，中間是藍色。常見的貼片小功率電感器顏色為灰黑色。

大功率貼片電感器常用在電源電路的濾波、儲能電路中，這種貼片電感器的體積比較大，通常為圓形或方形，顏色為黑色，因此很容易辨認。

2.色環電感器

色環電感器又稱色碼電器，這種電感器與普通色環電阻器類似，通常用三個或四個色環來標注電感量。

3.功率電感器

功率電感主要有磁芯電感器和線繞電感器兩種。這種電感器主要應用在功率相對比較大的電路中，故稱功率電感器。

磁芯電感器由線圈和磁芯組成，主要起儲能、逮波作用，通常應用在電源電路中。

線繞電感器就是采用線徑比較粗的漆包線纏繞幾圈構成一個電感器， 這種電感器一般用在濾波電路中。

4.共模電感器

共模電感器也叫共模扼流圈( Common Mode Choke)，是在一個閉合磁環上對稱繞制方向相反、匝數相同的電感線圈。常用于過濾共模的電磁干擾，抑制高速信號線產生的電磁波向外輻射發射，提高系統的抗干擾能力。

共模電感是開關電源、變頻器、UPS電源等設備中的一個重要元器件。其工作原理如下：當工作電流流過兩個繞向相反的線圈時，產生兩個相互抵消的磁場H1、H2，此時工作電流主要受線圈歐姆電阻以及可忽略不計的工作頻率下小漏電感的阻尼。如果有干擾信號流過線圈時，線圈即呈現出高阻抗，產生很強的阻尼效果, 達到衰減干擾信號作用。

共模電感實質上是一個雙向速波器：一方面要濾除信號線上共模電磁干擾，另一方面又要抑制本身不向外發出電磁干擾，避免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。

共模電感般采用鐵氧體磁心，雙線并繞，有著高共模噪音抑制和低差模噪聲信號抑制能力，并且工作頻段阻抗小, 干擾頻率阻抗大電感值穩定。

5.工字形電感器

工字形電感器因其外形像漢字“工” 而得名，這種電感線圈一般由磁心或鐵心、骨架、繞線組、屏蔽罩、封裝材料等組成：大多數是將漆包線（或紗包線）直接繞在骨架上，再將磁芯或銅芯、鐵芯等裝入骨架的內腔，以提高其電感量。

常用的工字電感被視為軸向電感的立式版，應用與軸向電感類似，但是工字電感可以擁有更大的體積，額定電流自然也增加很多；工字形電感器的電感量通常在0.1～100mH之間。

6.排電感

在電子電路中，為了便于裝配，通常還采用將多個電感封裝在一起的排電感， 常用的排電感通常有4～8個引腳，內部有2～4個容量相同的電感器，其內部電路組成方式與8P4R排阻相同。

7.磁環電感器

在電子設備中，經常可以見到一些磁環，這種磁環與內部的連接電纜構成一個電感線圈（電纜中的導線在磁環上繞幾圈作為電感線圈），它是電子電路中常用的抗干擾組件，對于高頻噪聲有很好的屏蔽作用，故被稱為吸收磁環或者磁環電感器，由于磁環通常使用鐵氧體材料制成，所以又稱鐵氧體磁環（簡稱磁環）。

8.可變電感器

可變電感器大多以調整磁芯在線圈內的位置，改變其磁路的導磁系數（u ），來使其電感量產生變化。

在線圈中插入磁芯（或銅芯），改變磁芯的位置就可以達到改變電感量的目的。如磁棒式天線線圈就是一個可變電感線圈，其電感量可在一定的范圍內調節；可變電感器還能與可變電容組成調諧器，用于改變諧振回路的諧振頻率，如黑白電視機中的行振蕩線圈就是一個可變電感器，改變磁芯插入線圈中的深度（通過旋轉塑料手柄實現），即可改變電感量，從而改處電視機的行頻。

9. 印刷電感器

低頻電路中的印刷電感主要起濾波的作用。

用萬用表量印刷電感器的始點和末點是相通的，但絕不能將始點和末點短接。

在高頻電子電路中，印制電路板上一段特殊形狀的銅皮也可以構成一個電感線圈，通常把這種電感線圈稱為印刷電感器或微帶線。在有些電路中（例如天線）將銅箔印刷成粗細不同的組合。

這種電路可以看成電容和電感的集合。窄帶線相當于電感，寬帶線相當于電容，此時，就能夠構成一個RC電路滿足電路的阻抗特性，使信號輸出端與負載能很好地匹配。

如果電路板上有兩條微帶線相距很近，則這兩條微帶線就就構成一個微帶線耦合器。

在電路中，微帶線耦合器的作用有點類似變壓器，用于信號的變換與傳輸，有時也稱為互感器。微帶線耦合器常用在射頻電路中，特別是接收電路的前級和發射電路的末級。

10. 電感器在電路圖中的識別

在電路原理圖中，電感器常用符號“L” 加數字表示，如“L6”表示編號為6的電感器。不同類型的電感器在電路原理圖中通常采用不同的符號來表示。

3.2 電感器的主要參數

1、電感量

電腦量表示電感線圈工作能力的大小。電感器的電感量取決于電感線圈導線的粗細、繞制的形狀與大小、線圈的匝數（圈數）及中間導磁材料的種類、大小和安裝的位置等因素。在沒有非線性導磁物質存在的條件下，一個載流線圈的磁通量與線圈中的電流成正比。

2、電感量標稱值與誤差

電感器的電感量也有標稱值，與電阻器標稱值相同、電感器的電感量單位有μH（微亨）mH（毫亨）和H（亨利）。電感量的誤差是指線圈的實際電感量與標稱值的差異。通常振蕩線圈的要求較高，允許誤整為0.2%～0.5%；耦合阻流線圈則要求較低，一般在10%～15%。電感器的標稱電感量和誤差的常見標示方法有直接法和色標法。標示方式類似于電阻器的標示方法。目前，大部分國產固定電感器將電感量、誤差直接標在電感器上。

3. 品質因數(Q)

電感的品質因數，是衡量電感器件的主要參數。是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高，其損耗越小，效率越高。品質因數又可寫成Q=2pi*電路中存儲的能量/電路一個周期內消耗的能量。通頻帶BW與諧振頻率w0和品質因數Q的關系為：BW=wo/Q,表明，Q大則通頻帶窄，Q小則通頻帶寬。

Q=WL/R=1/gwl

其中:

Q是品質因素

ω是電路諧振時的電源頻率

L是電感

R是串的電阻

g是電導

Q值是品質因素，它是有功功率與總功功率之比

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