一文讀懂電感的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)及特性

電感器是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來(lái)的元件。電感器的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于變壓器，但只有一個(gè)繞組。電感器具有一定的電感，它只阻礙電流的變化。如果電感器在沒(méi)有電流通過(guò)的狀態(tài)下，電路接通時(shí)它將試圖阻礙電流流過(guò)它；如果電感器在有電流通過(guò)的狀態(tài)下，電路斷開(kāi)時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱(chēng)扼流器、電抗器、動(dòng)態(tài)電抗器。

電感的發(fā)展

最原始的電感器是1831年英國(guó)M.法拉第用以發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的鐵芯線圈。1832年美國(guó)的J.亨利發(fā)表關(guān)于自感應(yīng)現(xiàn)象的論文。人們把電感量的單位稱(chēng)為亨利，簡(jiǎn)稱(chēng)亨。19世紀(jì)中期，電感器在電報(bào)、電話等裝置中得到實(shí)際應(yīng)用。1887年德國(guó)的H.R.赫茲，1890年美國(guó)N.特斯拉在實(shí)驗(yàn)中所用的電感器都是非常著名的，分別稱(chēng)為赫茲線圈和特斯拉線圈。

功能用途

電感器在電路中主要起到濾波、振蕩、延遲、陷波等作用，還有篩選信號(hào)、過(guò)濾噪聲、穩(wěn)定電流及抑制電磁波干擾等作用。電感在電路最常見(jiàn)的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。電容具有“阻直流，通交流”的特性，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(hào)的直流電通過(guò)LC濾波電路，那么，交流干擾信號(hào)將被電感變成熱能消耗掉;變得比較純凈的直流電流通過(guò)電感時(shí)，其中的交流干擾信號(hào)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(hào)。

電感器具有阻止交流電通過(guò)而讓直流電順利通過(guò)的特性，頻率越高，線圈阻抗越大。因此，電感器的主要功能是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。

電感器的結(jié)構(gòu)

電感器一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。

1、骨架 骨架泛指繞制線圈的支架。一些體積較大的固定式電感器或可調(diào)式電感器（如振蕩線圈、阻流圈等），大多數(shù)是將漆包線（或紗包線）環(huán)繞在骨架上，再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內(nèi)腔，以提高其電感量。骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷制成，根據(jù)實(shí)際需要可以制成不同的形狀。小型電感器（例如色碼電感器）一般不使用骨架，而是直接將漆包線繞在磁心上?？招碾姼衅鳎ㄒ卜Q(chēng)脫胎線圈或空心線圈，多用于高頻電路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上繞好后再脫去模具，并將線圈各圈之間拉開(kāi)一定距離。

2、繞組 繞組是指具有規(guī)定功能的一組線圈，它是電感器的基本組成部分。繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞（繞制時(shí)導(dǎo)線一圈挨一圈）和間繞（繞制時(shí)每圈導(dǎo)線之間均隔一定的距離）兩種形式；多層繞組有分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等多種。

3、磁心與磁棒 磁心與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體（NX系列）或錳鋅鐵氧體（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多種形狀。

4、鐵心 鐵心材料主要有硅鋼片、坡莫合金等，其外形多為“E”型。

5、屏蔽罩 為避免有些電感器在工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響其它電路及元器件正常工作，就為其增加了金屬屏幕罩（例如半導(dǎo)體收音機(jī)的振蕩線圈等）。采用屏蔽罩的電感器，會(huì)增加線圈的損耗，使Q值降低。

6、封裝材料 有些電感器（如色碼電感器、色環(huán)電感器等）繞制好后，用封裝材料將線圈和磁心等密封起來(lái)。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹(shù)脂等。

銅線圈

電感是導(dǎo)線內(nèi)通過(guò)交流電流時(shí)，在導(dǎo)線的內(nèi)部周?chē)a(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(guò)直流電流時(shí)，其周?chē)怀尸F(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(guò)交流電流時(shí)，其周?chē)鷮⒊尸F(xiàn)出隨時(shí)間而變化的磁力線。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律—磁生電來(lái)分析，變化的磁力線在線圈兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)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(shì)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磁力線的變化的。磁力線變化來(lái)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(lèi)似的特性，在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”，通常在拉開(kāi)閘刀開(kāi)關(guān)或接通閘刀開(kāi)關(guān)的瞬間，會(huì)發(fā)生火花，這自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)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(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為“自感電動(dòng)勢(shì)”。由此可見(jiàn)，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(wú)關(guān)。

代換原則：1、電感線圈必須原值代換（匝數(shù)相等，大小相同）。2、貼片電感只須大小相同即可，還可用0歐電阻或?qū)Ь€代換。

電感的分類(lèi)

自感器

當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí)候，線圈的周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，其周?chē)拇艌?chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，此變化的磁場(chǎng)可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感生電動(dòng)勢(shì)）（電動(dòng)勢(shì)用以表示有源元件理想電源的端電壓），這就是自感。

用導(dǎo)線繞制而成，具有一定匝數(shù)，能產(chǎn)生一定自感量或互感量的電子元件，常稱(chēng)為電感線圈。為增大電感值，提高品質(zhì)因數(shù)，縮小體積，常加入鐵磁物質(zhì)制成的鐵芯或磁芯。電感器的基本參數(shù)有電感量、品質(zhì)因數(shù)、固有電容量、穩(wěn)定性、通過(guò)的電流和使用頻率等。由單一線圈組成的電感器稱(chēng)為自感器，它的自感量又稱(chēng)為自感系數(shù)。

互感器

兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí)，一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈，這種影響就是互感?；ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。

電感器的特性

電感器的特性與電容器的特性正好相反，它具有阻止交流電通過(guò)而讓直流電順利通過(guò)的特性。直流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)的電阻就是導(dǎo)線本身的電阻壓降很??；當(dāng)交流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)，線圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過(guò)，所以電感器的特性是通直流、阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感器在電路中經(jīng)常和電容器一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。另外，人們還利用電感的特性，制造了阻流圈、變壓器、繼電器等。

通直流：指電感器對(duì)直流呈通路關(guān)態(tài)，如果不計(jì)電感線圈的電阻，那么直流電可以“暢通無(wú)阻”地通過(guò)電感器，對(duì)直流而言，線圈本身電阻很對(duì)直流的阻礙作用很小，所以在電路分析中往往忽略不計(jì)。

阻交流：當(dāng)交流電通過(guò)電感線圈時(shí)電感器對(duì)交流電存在著阻礙作用，阻礙交流電的是電感線圈的感抗。