电感基础

电感

电感器是一种通过电磁感应原理工作的电抗装置。当电流通过一段电线时，电线周围会产生一定的电磁场，这个电磁场会在这个电磁场中对电线产生影响，我们称之为电磁感应。为了增强电磁感应，人们经常将绝缘电线缠绕成一定匝数的线圈，我们称之为感应线圈；为了简单起见，电感线圈通常被称为电感器或电感器。

3.1电感器的分类

电感器中的线圈是通过缠绕普通电线制成的，缠绕一圈称为一圈。因此，存在线圈中匝数的概念，并且通常，线圈中的匝数大于1。这里的普通电线不是裸电线，而是包裹在绝缘层中的铜线或铝线，因此线圈的匝数是相互绝缘的。有几种常用的电感器。

1.贴片电感器

片式电感器可分为两类：低功率片式电感剂和高功率片式电电感器。

小功率芯片电感器，也被称为芯片堆叠电感器的外观与芯片陶瓷电容器相似。常见的片式电感器包括以下几种：一种两端为银白色，中间为白色；一个是两端银白色，中间是灰黑色；一个是银白色两端和蓝色在中间。SMD低功率电感器的常见颜色为灰黑色。

大功率SMD电感器通常用于功率电路的滤波和储能电路。这些SMD电感器体积相对较大，通常为圆形或方形，颜色为黑色，易于识别。

2.色环感应器

彩色环形电感器，也称为彩色编码设备，类似于普通的彩色环形电阻器，通常使用三个或四个彩色环来指示电感。

3.功率感应器

功率电感器主要有两种类型：磁芯电感器和绕线电感器。这种类型的电感器主要用于功率相对较高的电路中，因此被称为功率电感器。

磁芯电感器由线圈和磁芯组成，主要用于能量存储和波捕获，通常用于电源电路。

线绕电感器是一种电感器，它使用几次缠绕的厚漆包线来形成电感器。这种类型的电感器通常用于滤波电路中。

4.共模电感

共模电感器，也称为共模扼流圈，是对称地缠绕在闭合磁环上的感应线圈，方向相反，匝数相同。常用于滤除共模电磁干扰，抑制高速信号线产生的电磁波的辐射和发射，提高系统的抗干扰能力。

共模电感是开关电源、变频器和UPS电源等设备中的重要组成部分。工作原理如下：当工作电流流过两个方向相反的线圈时，产生两个相互抵消的磁场H1和H2。此时，工作电流主要受线圈的欧姆电阻和在可忽略的工作频率下小漏电感的阻尼的影响。如果有干扰信号流过线圈，则线圈表现出高阻抗，产生强大的阻尼效果，并实现干扰信号的衰减。共模电感器本质上是一个双向分波器：一方面需要滤除信号线上的共模电磁干扰，另一方面还需要抑制电磁干扰本身向外发射，避免影响其他电子设备在相同电磁环境下的正常工作。

共模电感器通常使用铁氧体磁芯，并联双绕，具有高共模噪声抑制和低差模噪声信号抑制能力。它们在工作频带中也具有低阻抗、高干扰频率阻抗和稳定的电感值。

5.I型电感

“工”字形电感器因其外形酷似汉字“工”而得名。这种类型的电感线圈通常由磁芯或铁芯、构架、绕组组、屏蔽罩、包装材料等组成。它们大多直接将漆包线（或纱包线）包在构架上，然后将磁芯、铜芯、铁芯等装入构架内腔，以增加其电感。

常用的H型电感器被认为是轴向电感器的垂直版本，其应用类似于轴向电感剂。然而，H型电感器可以具有更大的体积，并且额定电流自然显著增加；I形电感器的电感通常在0.1到100mH之间。

6.放电电感

在电子电路中，为了便于组装，通常将多个电感器封装在一起作为行电感器。常用的行电感器通常有4-8个引脚，内部有2-4个相同容量的电感器。内部电路组成与8P4R行电阻器相同。

7.磁环感应器

在电子设备中，经常会看到一些磁环，它们与内部连接电缆形成电感线圈（电缆中的电线在磁环上缠绕几次作为电感线圈）。它是电子电路中常用的抗干扰元件，对高频噪声具有良好的屏蔽效果。因此，它被称为吸收磁环或磁环电感器。由于磁环通常由铁氧体材料制成，所以它也被称为铁氧体磁环（简称磁环）。

8.可变电感

可变电感器主要调整磁芯在线圈内的位置，并改变其磁路的磁导率（u）以改变其电感。

将磁芯（或铜芯）插入线圈并改变磁芯的位置可以达到改变电感的目的。例如，磁棒天线线圈是可变电感线圈，其电感可以在一定范围内调节；可变电感器还可以形成具有可变电容器的调谐器，以改变谐振电路的谐振频率。例如，黑白电视中的行振荡线圈是可变电感器。通过改变插入线圈的磁芯的深度（通过旋转塑料手柄实现），可以改变电感，从而改变电视的行频率。

9.印刷感应器

印刷电感在低频电路中主要起滤波作用。

印刷电感器的起点和终点使用万用表连接，但不得短路。

在高频电子电路中，印刷电路板上的特殊形状的铜片也可以形成电感线圈，通常称为印刷电感或微带线。在一些电路（如天线）中，铜箔被印刷成不同的厚度组合。

这种类型的电路可以看作是电容器和电感器的集合。窄带线路相当于电感器，而宽带线路相当于电容器。此时，可以形成RC电路以满足电路的阻抗特性，使信号输出端与负载匹配良好。

如果电路板上有两条非常靠近的微带线，这两条微带线就形成了微带线耦合器。

在电路中，微带线耦合器的功能与变压器的功能有些相似，用于信号转换和传输，有时也称为变压器。微带线耦合器常用于射频电路中，尤其是在接收电路的前端和发射电路的后端。

10.电路图中电感器的识别

在电路原理图中，电感器通常由符号“L”和数字表示，例如“L6”表示编号为6的电感器。不同类型的电感器通常在电路图中用不同的符号表示。

3.2电感器主要参数

1.电感

计算机量表示电感线圈的工作容量。电感器的电感取决于电感线圈导线的厚度、绕组的形状和尺寸、线圈的匝数、中间磁性材料的类型、尺寸和安装位置等因素。在不存在非线性磁性物质的情况下，载流线圈的磁通量与线圈中的电流成比例。

2.电感标称值及误差

电感器的电感也有一个标称值，它与电阻器的标称值相同。电感的电感单位是μH（微亨）mH（毫亨）和H（亨利）。电感误差是指线圈的实际电感与标称值之间的差值。通常，对振荡线圈的要求很高，允许0.2%至0.5%的误差率；耦合电阻线圈要求更低，通常在10%和15%之间。电感器标称电感和误差的常用标注方法有直接标注法和颜色编码法。标记方法与电阻器类似。目前，国内大多数固定电感器都直接在电感器上标注电感和误差。

3.质量因子（Q）

电感的品质因数是测量电感器件的主要参数。它是指电感器在交流电压的特定频率下工作时所呈现的电感与其等效损耗电阻的比值。电感器的Q值越高，其损耗越小，其效率越高。质量因子也可以写成Q＝2pi*存储在电路中的能量/在电路的一个周期中消耗的能量。通带BW与谐振频率w0和质量因子Q之间的关系为：BW=wo/Q，表明大的Q导致窄的通带，而小的Q导致宽的通带。

Q=WL/R=1/gwl

其中：

Q是质量因素

ω是电路谐振的电源频率

L是电感

R是弦的电阻

G是电导率

Q值是一个质量因子，它是有功功率与总功率的比率