開關電源工程師必備電感知識

電感基礎知識

一、電感器的定義。

 1.1 電感的定義：電感是導線內通過交流電流時，在導線的內部及其周圍產生交變磁通，導線的磁通量與生產此磁通的電流之比。

當電感中通過直流電流時，其周圍只呈現固定的磁力線，不隨時間而變化；可是當在線圈中通過交流電流時，其周圍將呈現出隨時間而變化的磁力線。根據法拉弟電磁感應定律－磁生電來分析，變化的磁力線在線圈兩端會產生感應電勢，此感應電勢相當于一個“新電源適配器”。

當形成閉合回路時，此感應電勢就要產生感應電流。

由楞次定律知道感應電流所產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適配器的變化，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。電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性，在電學上取名為“自感應”，通常在拉開閘刀開關或接通閘刀開關的瞬間，會發生火花，這就是自感現象產生很高的感應電勢所造成的。

總之，當電感線圈接到交流電源適配器上時，線圈內部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著，致使線圈不斷產生電磁感應。

這種因線圈本身電流的變化而產生的電動勢，稱為“自感電動勢”。

由此可見，電感量只是一個與線圈的圈數、大小形狀和介質有關的一個參量，它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關。 1.2 電感線圈與變壓器電感線圈：導線中有電流時，其周圍即建立磁場。

通常我們把導線繞成線圈，以增強線圈內部的磁場。

電感線圈就是據此把導線（漆包線、紗包或裸導線）一圈靠一圈（導線間彼此互相絕緣）地繞在絕緣管（絕緣體、鐵芯或磁芯）上制成的。

一般情況，電感線圈只有一個繞組。變壓器：電感線圈中流過變化的電流時，不但在自身兩端產生感應電壓，而且能使附近的線圈中產生感應電壓，這一現象叫互感。兩個彼此不連接但又靠近，相互間存在電磁感應的線圈一般叫變壓器。

電感符號：L 電感單位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)，1H=103mH=106uH。

電感量的標稱：直標式、色環標式、無標式電感方向性：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。 1.4 電感的分類：按電感形式分類：固定電感、可變電感。按導磁體性質分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

按工作性質 分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。

按繞線結構 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。

按結構特點 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；變壓器可以進行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

由感抗XL=2πf L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成正比電感線圈也是一個儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2。

 可見，線圈電感量越大，流過越大，儲存的電能也就越多。電感在電路常見的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。

我們已經知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領，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，其中的交流干擾信號也被變成磁感和熱能，頻率較高的容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的干擾信號。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繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。

而且附近一般有幾個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，因為蛇行線在電路板上來回折行，也可以看作一個小電感。

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