电感的基础知识介绍

3.电感

电感器是通过电磁感应的原理来工作的电抗器件。当电流通过一段导线时，在导线的周围会产生一定的电磁场， 而这个电磁场会对处于这个电磁场中的导线产生作用，我们将这个作用称为电磁感应。为了加强电磁感应，人们常将绝缘的导线绕成一定圈数的线圈，我们将这个线圈称为电感线圈(coil) ；为了简便起见，通常将电感线圈简称为电感器或者电感(Inductor)。

3.1 电感器的分类

电感器中的线圈是由普通的导线缠绕而成，缠绕一圈称为一匝，所以线圈都有匝数的概念，一般线圈的匝数都大于1。 这里的普通导线也不是裸线，而是包有绝缘层的铜线或铝线，因此，线圈的匝与匝之间是彼此绝缘的。常用的电感器有下面几种。

1. 贴片电感器

贴片电感器可分为小功率贴片电感器和大功率贴片电感器两类。

小功率贴片电感器又称片式叠层电感器，其外观与片式陶瓷电容器很相似，常见的贴片电感器有以下几种：一种是两端银白色，中间是白色；一种是两端银白色，中间是灰黑色；一种是两端是银白色，中间是蓝色。常见的贴片小功率电感器颜色为灰黑色。

大功率贴片电感器常用在电源电路的滤波、储能电路中，这种贴片电感器的体积比较大，通常为圆形或方形，颜色为黑色，因此很容易辨认。

2.色环电感器

色环电感器又称色码电器，这种电感器与普通色环电阻器类似，通常用三个或四个色环来标注电感量。

3.功率电感器

功率电感主要有磁芯电感器和线绕电感器两种。这种电感器主要应用在功率相对比较大的电路中，故称功率电感器。

磁芯电感器由线圈和磁芯组成，主要起储能、逮波作用，通常应用在电源电路中。

线绕电感器就是采用线径比较粗的漆包线缠绕几圈构成一个电感器， 这种电感器一般用在滤波电路中。

4.共模电感器

共模电感器也叫共模扼流圈( Common Mode Choke)，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的电感线圈。常用于过滤共模的电磁干扰，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高系统的抗干扰能力。

共模电感是开关电源、变频器、UPS电源等设备中的一个重要元器件。其工作原理如下：当工作电流流过两个绕向相反的线圈时，产生两个相互抵消的磁场H1、H2，此时工作电流主要受线圈欧姆电阻以及可忽略不计的工作频率下小漏电感的阻尼。如果有干扰信号流过线圈时，线圈即呈现出高阻抗，产生很强的阻尼效果, 达到衰减干扰信号作用。

共模电感实质上是一个双向速波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。

共模电感般采用铁氧体磁心，双线并绕，有着高共模噪音抑制和低差模噪声信号抑制能力，并且工作频段阻抗小, 干扰频率阻抗大电感值稳定。

5.工字形电感器

工字形电感器因其外形像汉字“工” 而得名，这种电感线圈一般由磁心或铁心、骨架、绕线组、屏蔽罩、封装材料等组成：大多数是将漆包线（或纱包线）直接绕在骨架上，再将磁芯或铜芯、铁芯等装入骨架的内腔，以提高其电感量。

常用的工字电感被视为轴向电感的立式版，应用与轴向电感类似，但是工字电感可以拥有更大的体积，额定电流自然也增加很多；工字形电感器的电感量通常在0.1～100mH之间。

6.排电感

在电子电路中，为了便于装配，通常还采用将多个电感封装在一起的排电感， 常用的排电感通常有4～8个引脚，内部有2～4个容量相同的电感器，其内部电路组成方式与8P4R排阻相同。

7.磁环电感器

在电子设备中，经常可以见到一些磁环，这种磁环与内部的连接电缆构成一个电感线圈（电缆中的导线在磁环上绕几圈作为电感线圈），它是电子电路中常用的抗干扰组件，对于高频噪声有很好的屏蔽作用，故被称为吸收磁环或者磁环电感器，由于磁环通常使用铁氧体材料制成，所以又称铁氧体磁环（简称磁环）。

8.可变电感器

可变电感器大多以调整磁芯在线圈内的位置，改变其磁路的导磁系数（u ），来使其电感量产生变化。

在线圈中插入磁芯（或铜芯），改变磁芯的位置就可以达到改变电感量的目的。如磁棒式天线线圈就是一个可变电感线圈，其电感量可在一定的范围内调节；可变电感器还能与可变电容组成调谐器，用于改变谐振回路的谐振频率，如黑白电视机中的行振荡线圈就是一个可变电感器，改变磁芯插入线圈中的深度（通过旋转塑料手柄实现），即可改变电感量，从而改处电视机的行频。

9. 印刷电感器

低频电路中的印刷电感主要起滤波的作用。

用万用表量印刷电感器的始点和末点是相通的，但绝不能将始点和末点短接。

在高频电子电路中，印制电路板上一段特殊形状的铜皮也可以构成一个电感线圈，通常把这种电感线圈称为印刷电感器或微带线。在有些电路中（例如天线）将铜箔印刷成粗细不同的组合。

这种电路可以看成电容和电感的集合。窄带线相当于电感，宽带线相当于电容，此时，就能够构成一个RC电路满足电路的阻抗特性，使信号输出端与负载能很好地匹配。

如果电路板上有两条微带线相距很近，则这两条微带线就就构成一个微带线耦合器。

在电路中，微带线耦合器的作用有点类似变压器，用于信号的变换与传输，有时也称为互感器。微带线耦合器常用在射频电路中，特别是接收电路的前级和发射电路的末级。

10. 电感器在电路图中的识别

在电路原理图中，电感器常用符号“L” 加数字表示，如“L6”表示编号为6的电感器。不同类型的电感器在电路原理图中通常采用不同的符号来表示。

3.2 电感器的主要参数

1、电感量

电脑量表示电感线圈工作能力的大小。电感器的电感量取决于电感线圈导线的粗细、绕制的形状与大小、线圈的匝数（圈数）及中间导磁材料的种类、大小和安装的位置等因素。在没有非线性导磁物质存在的条件下，一个载流线圈的磁通量与线圈中的电流成正比。

2、电感量标称值与误差

电感器的电感量也有标称值，与电阻器标称值相同、电感器的电感量单位有μH（微亨）mH（毫亨）和H（亨利）。电感量的误差是指线圈的实际电感量与标称值的差异。通常振荡线圈的要求较高，允许误整为0.2%～0.5%；耦合阻流线圈则要求较低，一般在10%～15%。电感器的标称电感量和误差的常见标示方法有直接法和色标法。标示方式类似于电阻器的标示方法。目前，大部分国产固定电感器将电感量、误差直接标在电感器上。

3. 品质因数(Q)

电感的品质因数，是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量。通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为：BW=wo/Q,表明，Q大则通频带窄，Q小则通频带宽。

Q=WL/R=1/gwl

其中:

Q是品质因素

ω是电路谐振时的电源频率

L是电感

R是串的电阻

g是电导

Q值是品质因素，它是有功功率与总功功率之比

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