什么是电感器？有什么作用？

什么是电感器

有时候叫“电感器”，有时候叫“线圈”，教科书里讲的是“弹簧形”的电感器，而实际使用的电感器却可能是截然不同的表面贴装型，对于初次接触的工程师来说，电感器估计是一种相当棘手的元件。电感器与电阻器R、电容器C一样，都是无源元件的重要组成部分，在电子设备中必然会使用到。

电感器的原理

电流通过电线时，将会以电线为中心而产生同心圆形状的磁场。此时，如果将电线弯成（图1）中的“弹簧形”，电感器内部的磁通量将指向同一方向，从而增强。通过调整圈数，可以产生与圈数成正比的磁场。这就是电感器的原理。

电流通过电感器会产生磁场，相反，磁场变化则会产生电流。

电感器中产生的反电动势E，与单位时间的电流变化率（di/dt）成正比，因此在一定电流持续沿同一方向流动的直流电通过时不会发生。也就是说，电感器对于直流电流没有任何作用，只对交流电起到阻碍电流的作用。利用电感器的这一性质，在交流电路中可以用作电阻（阻抗）。电感器具备的阻抗Z（单位Ω）为：

Z=ωL＝2πfL

f: 交流频率

L: 电感器的自感

电感器(线圈)是与电阻、电容器并称为三大被动元件的电子元件。利用线圈对电流所表现出的特性，在电源电路、一般信号电路、高频电路等中发挥着重要作用。

电流的磁效应与线圈

电流产生磁场，并对周围产生磁效应。这就是在1820年由奥斯特发现的"电流的磁效应"。由此可知，电流同向流动的平行导线相互吸引，电流逆向流动的平行导线相互排斥。为了检测该力的大小，安培制作了将导线设成方形并吊起来的装置。而且，安培还制作了将导线卷成圆柱形的线圈，将其称为螺线管。这是用于天线线圈等的螺线管线圈的鼻祖。当时还发现了流动电流的螺线管线圈表现出了与磁铁相同的性质。

＜ 产生电流的磁场与右手螺旋定则 ＞

磁力线的方向由"右手螺旋定则"决定。即，右螺钉的旋进方向与旋转方向分别为电流方向与磁力线的方向。

＜ 施加在平行导线上的力 ＞

流过平行导线的电流为同向的情况下，导线间吸引力发挥作用，为反向的情况下，排斥力发挥作用。

＜ 线圈与磁力线 ＞

电流流过线圈，则合成磁力线，贯通线圈内部。

＜ 右手定则 ＞

利用右手即可简单掌握电流与磁力线方向的方法。

电磁感应与线圈电感

与电流产生磁力线的电流的磁效应相反，磁通变化产生电动势的"电磁感应(electromagnetic induction)"现象是在1831年由法拉第发现的。例如，在环形铁芯上卷绕两个线圈，在一次侧线圈上连接电池，打开/关闭开关，则在二次侧的线圈产生电动势(感应电动势)，电流(感应电流)流动。该电磁感应现象称为互感。

＜ 互感 ＞

＜ 自感与线圈电感 ＞

单独的线圈也会产生电磁感应现象。当流过线圈的电流发生变化，则产生的磁通也发生变化，在线圈产生电动势。这被称为自感。其电动势(V) 以下式表示，并将比例定数L 称为自感。通常电感器(线圈)的电感就是该自感。

因开关的打开/关闭，流过线圈的电流发生变化，则磁通也发生变化，产生电动势(自感)。

＜ 楞次法则 ＞

"楞次法则"是可简单掌握由电磁感应产生的感应电流的方向的方法。是感应电流阻止磁通变化或电流变化并向维持原状态的方向流动的法则。这是所谓的"推亦被推，拉以被拉"的关系，与力学的反作用相似，因此也被称为反作用法则。

磁铁靠近线圈，则产生阻止磁通增加的方向上的反作用磁通的感应电流流动。

磁铁远离线圈，则产生阻止磁通减少的方向上的反作用磁通的感应电流流动。