業余(yu)愛好(hao)電子產(chan)品很少(shao)使(shi)用電感器(qi)。但(dan)是，如(ru)果您正(zheng)在做任(ren)何(he)涉(she)及交流電(dian) (AC) 的(de)事情，了(le)解它們(men)是必不可(ke)少的(de)。在使(shi)用(yong)交流電(dian)的(de)應用(yong)中(zhong)，它們(men)與(yu)電(dian)阻器(qi)壹(yi)樣(yang)受(shou)歡迎。它們(men)會(hui)改(gai)變(bian)電(dian)流的(de)流動(dong)。因此，它們(men)非(fei)常(chang)適合過濾信號(hao)並(bing)在不(bu)同的交流電(dian)壓(ya)之間進(jin)行轉換(huan)。這就是我(wo)們經(jing)常(chang)在可(ke)變(bian)電(dian)源(yuan)中(zhong)使用它們(men)的(de)原(yuan)因。這些只(zhi)是您(nin)應該(gai)了(le)解電(dian)感器(qi)的部分(fen)原(yuan)因。不過，本指(zhi)南(nan)將(jiang)探(tan)討壹(yi)些電(dian)感基礎(chu)知識(shi)。 

什(shen)麽(me)是電(dian)感？

壹組電感線圈 

電感器(qi)是壹(yi)種可(ke)瞬時(shi)儲存能(neng)量(liang)的(de)電(dian)子元(yuan)件(jian)。因此，它使(shi)用(yong)磁(ci)場(chang)來(lai)實現(xian)這壹點(dian)。通(tong)常(chang)，大多(duo)數(shu)電感器(qi)表現(xian)為(wei)圍(wei)繞(rao)磁(ci)性或(huo)非(fei)磁(ci)性線圈的線圈（通(tong)常(chang)是銅線）。成(cheng)型(xing)機(ji)可(ke)以(yi)使用(yong)以(yi)下主要(yao)類(lei)型(xing)的(de)芯(xin)材(cai)： 

• 鐵心(xin)

• 鐵(tie)氧體(ti)磁(ci)芯(xin)

• 空(kong)芯

• 陶(tao)瓷(ci)磁(ci)芯(xin)電(dian)感

因此，鐵(tie)氧(yang)體(ti)和(he)鐵芯(xin)電(dian)感可(ke)能(neng)是最(zui)可(ke)取的(de)，因為它們(men)可(ke)以(yi)產生更大(da)的(de)磁(ci)場(chang)，從(cong)而(er)儲(chu)存更(geng)多(duo)的(de)能(neng)量(liang)。  

電(dian)感器(qi)如何(he)工(gong)作？

壹(yi)個電感

您(nin)可(ke)能(neng)已經(jing)註意(yi)到，電感器(qi)不壹定(ding)需要(yao)成(cheng)型(xing)器(qi)才能(neng)工(gong)作。大多(duo)數(shu)空(kong)氣(qi)電感器(qi)都是緊(jin)密絕緣(yuan)的線纏繞在壹(yi)起而沒(mei)有中心(xin)。由(you)於(yu)法(fa)拉第感應(ying)定(ding)律，當電(dian)流通(tong)過線圈時，會(hui)產(chan)生磁(ci)場(chang)。 

當我(wo)們(men)盤(pan)繞壹(yi)簇電(dian)線時(shi)，這會(hui)產(chan)生更大(da)的(de)磁(ci)場(chang)。當電(dian)流流過這個簇時(shi)，它變(bian)成(cheng)了(le)磁(ci)能(neng)。然(ran)而，當電(dian)流停(ting)止流動(dong)時(shi)，電磁(ci)場(chang)就(jiu)會(hui)被(bei)擊(ji)穿，磁(ci)能(neng)就(jiu)會(hui)轉變(bian)為(wei)電(dian)子能(neng)。在這個階段(duan)，它模(mo)仿(fang)了(le)壹根(gen)經(jing)典的電(dian)線。

但(dan)是，電(dian)感器(qi)轉換(huan)並(bing)釋放(fang)所(suo)有磁(ci)能(neng)和(he)電能(neng)之前(qian)需要(yao)壹(yi)段(duan)時間，這是所(suo)有電感器(qi)起作用(yong)的(de)電磁(ci)學(xue)的(de)基本概念(nian)。 

為了(le)說明這壹點(dian)，我(wo)們可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)感器(qi)視(shi)為大型(xing)水(shui)車。當妳(ni)有壹個沈(chen)重(zhong)的固定(ding)水(shui)車並(bing)開(kai)始(shi)讓水(shui)流過它時(shi)，需要(yao)壹(yi)些時間和(he)精力才(cai)能(neng)讓水(shui)輪轉動起來。然(ran)而，壹(yi)旦它開(kai)始(shi)旋(xuan)轉並有足夠(gou)的動(dong)力，當妳(ni)切(qie)斷(duan)供水(shui)時，它需要(yao)壹(yi)段(duan)時間才(cai)能(neng)停(ting)止旋(xuan)轉。電感器(qi)的工(gong)作原理(li)相(xiang)同，但(dan)帶有電荷(he)。  

這種對電(dian)流的(de)阻(zu)力就(jiu)是我(wo)們所知道的(de)電(dian)感。它描(miao)述(shu)了(le)磁(ci)通(tong)量(liang)與(yu)感應(ying)它的(de)電(dian)流之間的(de)比率(lv)。電子市(shi)場(chang)上(shang)有各種各樣不同類(lei)型(xing)的(de)電(dian)感器(qi)。它們(men)都(dou)有自己(ji)獨特的(de)基本屬(shu)性、構(gou)造(zao)和(he)用途(tu)。

電(dian)感器(qi)和(he)電容(rong)器之間的(de)差異(yi)

電(dian)源板電(dian)容(rong)和(he)電感

雖(sui)然(ran)電感器(qi)和(he)電容(rong)器具有相似(si)的功(gong)能(neng)，但(dan)它們(men)的(de)工(gong)作方(fang)式卻大不(bu)相同。它們(men)都(dou)是從(cong)電路中(zhong)存(cun)儲能(neng)量(liang)然(ran)後(hou)釋放(fang)能(neng)量(liang)的(de)無源(yuan)元(yuan)件(jian)。然(ran)而，電(dian)容(rong)器在電(dian)場(chang)中儲(chu)存(cun)能(neng)量(liang)。相(xiang)比(bi)之下，電感器(qi)將(jiang)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)在磁(ci)場(chang)中(zhong)並(bing)將(jiang)其作為(wei)電能(neng)釋放(fang)。因此，這是壹(yi)個我們(men)稱(cheng)為電(dian)磁(ci)感應(ying)的過程(cheng)。

值(zhi)得註意(yi)的(de)是，這就是電(dian)感器(qi)得名的(de)地(di)方(fang)。盡管(guan)如此(ci)，我(wo)們通(tong)常(chang)在電(dian)源(yuan)等高(gao)壓(ya)電(dian)解應(ying)用中(zhong)使(shi)用電容(rong)器。

我們(men)還可(ke)以(yi)在需要(yao)大(da)電容(rong)值(zhi)的(de)低(di)電壓應用和(he)壹般(ban)用途(tu)中(zhong)使用它們(men)。另壹(yi)方(fang)面，我(wo)們在廣(guang)播電視(shi)等交流應(ying)用(yong)中使(shi)用(yong)電(dian)感器(qi)。  

電感符(fu)號(hao)

我(wo)們(men)使(shi)用電感的(de) SI 單位（我(wo)們稱為(wei)亨利(li)(H)）來測(ce)量(liang)電(dian)感。它得名於(yu)發(fa)現(xian)互(hu)感的(de)著名科學(xue)家(jia)約瑟夫(fu)·亨利(li) (Joseph Henry)。然(ran)而，電(dian)感器(qi)的不同電子符(fu)號(hao)如(ru)下所示(shi)：

電(dian)感器(qi)的電氣(qi)/電子符(fu)號(hao)

資(zi)料(liao)來源(yuan)：維基共(gong)享(xiang)資(zi)源(yuan)

如(ru)何(he)測(ce)量(liang)電(dian)感

在我(wo)們(men)探(tan)討如(ru)何(he)測(ce)量(liang)電(dian)感之前(qian)，我們需要(yao)檢(jian)查哪(na)些因素會(hui)影(ying)響電感。

影(ying)響電感的(de)因素

工(gong)業扼流電(dian)感合集 

我(wo)們可(ke)以(yi)通(tong)過四(si)個主要(yao)因素來(lai)確(que)定(ding)電感器(qi)的電磁(ci)電(dian)感：

• 線圈匝數(shu)（N）

• 磁(ci)芯(xin)材(cai)料(liao)和(he)磁(ci)導(dao)率(lv) (μ)

• 線圈截面積(ji)（A）

• 線圈長度(du) ( l )

電感與(yu)磁(ci)導(dao)率(lv)成(cheng)正(zheng)比(bi)。如果我們(men)增(zeng)加(jia)磁(ci)導(dao)率(lv)，就會(hui)增(zeng)加(jia)電(dian)感。讓我們(men)考(kao)慮壹下空(kong)芯電(dian)感器(qi)。空(kong)氣(qi)的相(xiang)對滲(shen)透(tou)率(lv)為 1 (μ = 1)。這是因為空(kong)氣(qi)，就像(xiang)陶(tao)瓷(ci)壹(yi)樣(yang)，幾(ji)乎(hu)沒(mei)有磁(ci)性，因此它不(bu)會(hui)以(yi)任(ren)何(he)方(fang)式增(zeng)強線圈的電(dian)感。

如(ru)果您需要(yao)電(dian)感量(liang)更(geng)高(gao)的(de)電(dian)感器(qi)，則應考(kao)慮使用(yong)磁(ci)性材(cai)料(liao)或(huo)鐵(tie)磁(ci)性材(cai)料(liao)的磁(ci)芯(xin)。順便說(shuo)壹下，磁(ci)芯(xin)電(dian)感的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)範圍(wei)在數(shu)百 (μ = 100+) 之間。

因此，它們(men)為(wei)相(xiang)同尺寸(cun)的(de)電感器(qi)提(ti)供了(le)明顯(xian)更高(gao)的(de)電感。這就是制(zhi)造商(shang)傾(qing)向於(yu)避(bi)免構(gou)建(jian)空(kong)芯電(dian)感器(qi)的原因。雖(sui)然(ran)您可(ke)能(neng)認(ren)為使用(yong)具有最高(gao)磁(ci)導(dao)率(lv)的磁(ci)芯(xin)材(cai)料(liao)是個好(hao)主意(yi)，但(dan)這並不(bu)是因為磁(ci)芯(xin)材(cai)料(liao)類(lei)型(xing)會(hui)影(ying)響功率(lv)和(he)熱效率(lv)。 

鐵氧(yang)體(ti)和(he)金屬(shu)復(fu)合材(cai)料(liao)是制(zhi)造商(shang)在導(dao)體(ti)中(zhong)常(chang)用的兩(liang)種磁(ci)芯(xin)。每(mei)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)材(cai)料(liao)都有優點(dian)和(he)缺(que)點(dian)。例如，對於(yu)給定(ding)的封(feng)裝(zhuang)尺寸(cun)，鐵(tie)氧體(ti)材(cai)料(liao)往(wang)往(wang)具有非(fei)常(chang)高的磁(ci)導(dao)率(lv)和(he)高電(dian)感值(zhi)。 

然(ran)而，熱不穩定(ding)性可(ke)能(neng)是阻(zu)止人(ren)們選(xuan)擇(ze)這種芯(xin)材(cai)的壹(yi)個因素。在飽(bao)和(he)水(shui)平以(yi)上(shang)運(yun)行輸入(ru)電(dian)流可(ke)能(neng)導(dao)致電子電(dian)路(lu)過熱和(he)故障。 

金屬(shu)復(fu)合芯往(wang)往(wang)更(geng)受(shou)歡(huan)迎，因為它們(men)的(de)飽(bao)和(he)特性較(jiao)軟(ruan)。這可(ke)能(neng)更(geng)接(jie)近您的理(li)想(xiang)電(dian)感。然(ran)而，在選(xuan)擇(ze)電感器(qi)時，這些是您(nin)需要(yao)考(kao)慮的因素。它們(men)控(kong)制(zhi)和(he)影(ying)響電感器(qi)的電磁(ci)特性。

如(ru)何(he)計(ji)算電(dian)感線圈的微亨

要(yao)找(zhao)到線圈的電(dian)感，您(nin)需要(yao)測(ce)量(liang)回路的(de)長度 (L) 和(he)直徑 (d)，並(bing)計(ji)算匝數(shu) (N)（或(huo)回路中(zhong)的環）。接(jie)下來，您必須將(jiang)匝數(shu) (N^2) 和(he)直徑 (D^2) 平(ping)方(fang)。接(jie)下來，您需要(yao)將(jiang)平(ping)方(fang)數彼(bi)此相(xiang)乘。在單獨的(de)計(ji)算中(zhong)，將(jiang)直(zhi)徑乘(cheng)以(yi) 18 (18D) 並將(jiang)其添加(jia)到長度(du)上(shang)，然(ran)後(hou)乘(cheng)以(yi) 40 (40L)。

將(jiang)第(di)壹(yi)個方(fang)程(cheng)除(chu)以(yi)第二(er)個方(fang)程(cheng)。您(nin)的(de)最(zui)終(zhong)方(fang)程(cheng)式(shi)將(jiang)如(ru)下所示(shi)： 

μH = (N^2)(D^2) ÷ (18D + 40L) 

上(shang)述(shu)計(ji)算將(jiang)揭示(shi)線圈的微亨。要(yao)將(jiang)微亨轉換(huan)為(wei)亨(heng)利(li)，您需要(yao)將(jiang)上(shang)述(shu)分(fen)析(xi)的結果除(chu)以(yi) 1,000,000。這是因為： 

• 1μH = 0.000001H 

• 1H = 1000000μH    

您(nin)可(ke)以(yi)找(zhao)到在線線圈電感計(ji)算器(qi)或(huo)購買(mai)已知值(zhi)的(de)電(dian)感器(qi)，以(yi)方(fang)便自己(ji)計(ji)算。 

串(chuan)聯(lian)和(he)並聯(lian)電(dian)感

就(jiu)像(xiang)將(jiang)電(dian)阻(zu)器和(he)電容(rong)器串聯(lian)和(he)並聯(lian)壹(yi)樣，您(nin)很(hen)可(ke)能(neng)想(xiang)要對電(dian)感器(qi)做同樣的事情。作(zuo)為(wei)壹般(ban)經(jing)驗(yan)法(fa)則，電(dian)感器(qi)以(yi)與(yu)電(dian)阻器(qi)相(xiang)同的方(fang)式串(chuan)聯和(he)並聯(lian)。因此，串(chuan)聯(lian)和(he)並聯(lian)電(dian)阻器(qi)的(de)公(gong)式(shi)與(yu)電(dian)感器(qi)相似。 

串(chuan)聯(lian)的電感器(qi)就像(xiang)電(dian)阻器壹(yi)樣加(jia)在壹(yi)起。假(jia)設(she)您(nin)有兩(liang)個串聯(lian)的(de)電感器(qi)（L1 和(he) L2）。等式(shi)將(jiang)如(ru)下所示(shi)：

總(zong)計(ji) = L1 + L2 

電感串(chuan)聯電路(lu)圖(tu)

資(zi)料(liao)來源(yuan)：維基共(gong)享(xiang)資(zi)源(yuan)

這是有道理(li)的(de)，因為流經(jing)所(suo)有電感器(qi)的電流相(xiang)同。因此，如(ru)果(guo)草案(an)有變(bian)化，所有電感器(qi)的差異(yi)是相(xiang)同的。當我(wo)們(men)並(bing)聯電(dian)感器(qi)時，總(zong)電(dian)感量(liang)將(jiang)小於(yu)每(mei)個電感器(qi)。 

因此，由(you)於(yu)電(dian)流分(fen)裂，每個電感器(qi)經(jing)歷(li)的(de)電(dian)流量(liang)小於(yu)流經(jing)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)流總(zong)量(liang)。因此，磁(ci)通(tong)量(liang)與(yu)電(dian)流的(de)比(bi)率(lv)是不(bu)同的。因此，等(deng)式(shi)將(jiang)如(ru)下所示(shi)：

總(zong)計(ji) = 1/(1/L1+1/L2)

電路(lu)圖(tu)如果電感並(bing)聯

資(zi)料(liao)來源(yuan)：維基共(gong)享(xiang)資(zi)源(yuan)

電(dian)感器(qi)儲存的(de)能(neng)量(liang)

在本節(jie)中，我(wo)們將(jiang)探(tan)討如(ru)何(he)計(ji)算電(dian)感中(zhong)的電能(neng)。 

讓我們(men)舉壹(yi)個例子，其中 15A（安培(pei)）的(de)電(dian)流流過 200mH 的電感器(qi)。存儲的(de)能(neng)量(liang)是電(dian)感乘(cheng)以(yi)風的平(ping)方(fang)的 1/2。 

我(wo)們方(fang)程(cheng)的(de)模(mo)板(ban)如下所示(shi)：

U = 1/2L * I^2 

使(shi)用我們的(de)示(shi)例，我們(men)需要(yao)采(cai)取的第(di)壹(yi)步(bu)是將(jiang) mH (millihenrys) 轉換(huan)為(wei) H (henrys)。為(wei)此(ci)，您(nin)需要(yao)將(jiang) mH 電(dian)感值(zhi)乘(cheng)以(yi) 10^-3。因此，計(ji)算和(he)結果(guo)將(jiang)如(ru)下所示(shi)： 

200mh * 10^-3 = 0.2H

壹(yi)旦我們有了(le)以(yi)亨利(li)為單位的(de)電感，我(wo)們就可(ke)以(yi)計(ji)算磁(ci)場(chang)的(de)能(neng)量(liang)。計(ji)算如(ru)下：

U = 1/2(0.2) * 15^2

U = 22.5 焦耳   

這是計(ji)算電(dian)感器(qi)磁(ci)場(chang)中(zhong)存(cun)儲(chu)能(neng)量(liang)的(de)標(biao)準(zhun)方(fang)程(cheng)。 

電(dian)感應(ying)用

電感器(qi)作為電(dian)路(lu)中的扼流圈 

我們(men)在上(shang)壹(yi)節中簡(jian)要(yao)介(jie)紹了(le)電感器(qi)的壹些(xie)用(yong)途(tu)。盡(jin)管(guan)如此(ci)，讓我們(men)仔(zai)細(xi)看(kan)看並(bing)擴(kuo)展(zhan)其中的(de)壹些(xie)應(ying)用(yong)程(cheng)序。我們(men)將(jiang)電(dian)感器(qi)用於(yu)：

• 升(sheng)壓轉換(huan)器(qi)，它們(men)有助(zhu)於(yu)提(ti)高直流 (DC) 輸出(chu)電(dian)壓，同時降(jiang)低(di)電流 

• 扼(e)流交(jiao)流電(dian)源(yuan)，只允(yun)許直流 (DC) 通(tong)過電路

• 不同頻率(lv)的分(fen)離

• 射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)、模(mo)擬(ni)電路和(he)調諧(xie)電(dian)路

• 電(dian)機(ji)、變(bian)壓(ya)器(qi)、繼電器以(yi)及各種其他(ta)電(dian)子產(chan)品和(he)轉換(huan)器(qi)

這些是最(zui)常(chang)見的電(dian)感器(qi)應用，我(wo)們(men)也可(ke)以(yi)在無線電(dian)應(ying)用中使(shi)用更高(gao)頻(pin)率(lv)的電(dian)感器(qi)。  

概括(kuo)

請(qing)務必記住，您無法(fa)使用標(biao)準(zhun)萬用表測(ce)量(liang)電(dian)感。但(dan)是，您(nin)可(ke)以(yi)找(zhao)到帶有內置 RLC 儀表(biao)的(de)特定(ding)型號(hao)。但(dan)是，它不(bu)會(hui)向(xiang)您顯(xian)示(shi)最(zui)準(zhun)確的(de)結(jie)果(guo)。要正(zheng)確(que)測(ce)量(liang)電(dian)感，您(nin)需要(yao)使(shi)用 RLC 表。您(nin)可(ke)以(yi)將(jiang)電(dian)感器(qi)連接(jie)到設(she)備(bei)，它將(jiang)運(yun)行快(kuai)速(su)測(ce)試(shi)以(yi)測(ce)量(liang)值(zhi)。或(huo)者(zhe)，您可(ke)以(yi)使用(yong)上(shang)述(shu)指南(nan)中(zhong)的(de)壹(yi)些(xie)信息(xi)來(lai)弄(nong)清(qing)楚如(ru)何(he)自己(ji)計(ji)算電(dian)感。盡(jin)管(guan)如此(ci)，我(wo)們希(xi)望您發(fa)現(xian)上(shang)述(shu)文字對您(nin)有所幫助(zhu)。壹如(ru)既(ji)往(wang)，感謝(xie)您的(de)閱讀。