被动的一宝金博188个始终不为人所知的组件是电感器．这些是你在大多数电力电子电路中发现的线圈状结构，这是因为它的性质，你的变压器工作。许多人不了解电感器的原因是它们不仅改变电场，而且改变周围的磁场。在本教程中，让我们了解电感器的基本知识并揭开它的神秘面纱，这样我们就知道如何以及何时在我们的应用程序中使用它。

什么是电感器?

的电感器它可能是所有电子元件中最简单的，构造很像电阻器——一根简单的线圈长度。然而，在这里，阻力并不是我们要寻找的特性。这是由于电线的形状——一个线圈——当电流通过它时，它会产生一个磁场。这种感应磁场赋予了这根电线一些有趣的电学特性，尤其是电感性——这就是这些部件的名字。

电感和电容器的区别

我们已经有了了解电容器在上一篇文章中。现在你已经了解了电感器的基础知识，你可能会有一个问题，“电感器和电容器的区别是什么?”

首先，当电压势施加在电容器上时，两者都存储能量，但电容器以电场的形式存储能量，电感以磁场的形式存储能量。好的，但是它是如何影响它的性能的呢?

我们需要深入了解这一点，但现在你可以记住，电容器试图电平电路中的电压，这是它不喜欢在每个组件的电位变化，因此它将充电或放电电平电压。另一方面，电感器不喜欢电路内的电流变化，因此它的电流变化，它将充电或放电，以平衡通过电路的电流。

也请记住，一个电感改变它的极性，而放电，所以在充电期间的电位将相反于放电期间的电位。

电感器符号

像许多其他电子元件一样，电感的符号是它实际外观的简化象形图:

符号附近的线代表核心材料-稍后我们将讨论。

电感的工作

如前所述，电感器只是一圈电线。

在我们开始之前，让我们先问一个问题，为什么是线圈?

我们已经知道，任何携带电流的导体都会以以下方式产生磁场:

然而，如果你把电流的值代入公式，你就会发现产生的磁场很小——几乎可以忽略不计，除非电流大得不可思议，达到百万安培的数量级。

所以为了增加特定长度的电线产生的磁场，我们把它包裹成线圈的形式。这样就增加了磁场，就像这样:

这个形状也叫做a电磁．

当电压加在电感器的两端时，流动的电流就会产生磁场。根据伦茨定律，这个磁场再次在相反极性的电感器中产生感应电流。电流并不相互抵消-相反，感应电流主动试图反对输入电流由于电压通过电感。这场战斗的总体结果是，通过电感的电流不能快速变化-它总是一个线性斜率。

测量电感器

的电感器的工作特性提出了一个有趣的问题-我们如何定量测量电感的行为是容易测量的?

我们可以试着通过电感产生的磁场来测量它们。一旦我们这样做，就会遇到问题。电感器产生的磁场取决于通过它的电流，所以即使一个小电感器也能产生大磁场。

相反，我们可以使用与电容器相同的方法，我们可以将电路的电感定义为当电流以一定速率变化时引起的电压变化。

数学上,

V = L(dI/dt)

其中V为电压，L为电感，I为电流，t为时间段。

电感，“L”，用亨利来测量，以发现电磁感应的美国科学家约瑟夫·亨利的名字命名。

线圈电感的计算公式为:

L =(µn2a) / L

其中L是亨利的电感，µ是磁导率常数，即在给定介质中容易产生磁场的系数，n是匝数，a是线圈的面积，L是线圈的长度。

亨利是一个非常大的单位，实际上电感的测量单位是微米亨利，uH，是亨利的百万分之一，或者毫亨利，mH，是亨利的千分之一。有时你甚至会发现很小的电感，单位是纳亨利，也就是千分之一uH。

不同类型的电感器

上面方程中的µ有一些有趣的含义。这表明电感器内部的磁场是可以被控制的。如上所述，有时即使螺线管产生的磁场有时也达不到要求。这就是为什么在几乎所有的情况下，你会发现电感形成周围的核心材料。

磁芯是支持磁场形成的材料。它们通常由铁及其化合物构成，如铁氧体(铁的氧化物)。使用磁芯可以得到比没有磁芯更大的磁场。

1.空气芯电感器:

顾名思义，这种电感没有核心-核心材料是空气!由于空气的渗透性相对较低，因此空气芯电感的电感量相当低，很少超过5uH。由于它们有一个低电感，电流上升的速度是相当快的外加电压，这使得他们能够处理高频。它们主要用于射频电路中。

2.铁芯电感器

铁可能是最易识别的磁性材料，这使它成为电感器的理想选择。它们采用铁芯电感的形式。他们通常用于低频线滤波，因为他们可以相当结实和有大的电感。它们也用于音频设备。

3.铁氧体磁芯电感

铁氧体是铁氧化物的粉末。这种粉末与环氧树脂混合，并模压成芯，导线可以绕在芯上。铁氧体磁芯电感它们很容易被认出来，因为它们的颜色是暗灰黑色。它们也很脆，很容易折断。它们是应用最广泛的电感器，因为通过控制混合物中铁氧体与环氧树脂的比例，可以很好地控制渗透性。

串联和并联电感器

串联和并联的电感与电容器的作用完全相反。

例如，要计算串联的一组电感器的电感，可以简单地将各个电感的值相加。

L = L1 + L2 +…+ Ln

其中L为总电感，L1, L2…Ln为单个电感。

假设你有两个电感器，一个测量10uH，另一个测量15uH，然后把它们串联起来，你得到的总电感为25uH。

并联电感器与并联电阻的特性相同，其电感为:

1/L = 1/L1 + 1/L2 +…+ 1/Ln

其中L为总电感，L1, L2…Ln为单个电感。

这样，如果你并联两个10uH的电感器，你将得到一个5uH的电感。

实用电感公式

1.电感器储存的能量:

电感器可以像电容器一样储存能量，但一旦你断开电源，磁场就会崩溃，能量就会消失。换句话说，一个没有动力的电感器不能维持它的磁场。

E = 1 / 2 * l * i2

其中E是能量，单位是焦耳，L是电感，单位是亨利，I是电流，单位是安培。

如果你有一个20uH的电感，电流为5A，那么储存的能量将是0.00025J。在这方面，电感也像电容器一样，只有很少的能量。

2.当前上升速度

这个公式已经讨论过了，但是值得仔细研究一下。

V/L = dI/dt

其中V是施加在电感器上的电压，L是电感，I是电流，t是时间。

这表明，当一个恒定的电压施加在电感器上时，电流以线性斜率上升。这在创建电流斜坡时很有用，就像电容器在恒定电流下创建电压斜坡一样。

3.阻抗

电感器具有与频率相关的阻抗，公式如下:

XL = 2π * f * L

其中XL为感应阻抗，f为频率，单位为赫兹，L为电感，单位为亨利。

电路中的电感行为

令人惊讶的是，电感在直流电路中几乎毫无用处，因为有一个恒定的电流流动，电感就像一根电线。

它们大多用于交流电路。就像上面提到的，他们有一个阻抗，这使得他们有用的限制电流在交流电路，如荧光灯镇流器。

它们也可以用来过滤信号。

在第一种情况下，电感允许所有直流电流通过它流到地，防止所有低频到达输出。在较高的频率，电感的阻抗稳定地增加，因此信号可以通过输出，因此它被称为高通滤波器。

在第二种情况下，电感允许直流和低频通过，但阻止所有高频从输出，因此它被称为低通滤波器。

现实生活中的电感器

电感器由铜线和铁氧体制成，价格昂贵，主要用于无线电、电源和电信设备。

在电源中，利用电感的特性来防止电流的突然变化。与电容器一起，它的作用是防止电源输出电压和电流的突然变化。

射频电路利用了一个有趣的LC电路，称为油箱。电容器被充电和放电到电感器，从而建立其磁场。当磁场崩溃时，产生电压并给电容器充电。这就产生了周期性振荡，可以用来产生高频。

频率可由公式计算:

其中f为频率，单位为赫兹，L为电感，单位为亨利，C为电容，单位为法拉。

结论

这就是使用电感器所需的所有实用知识。它们本质上是简单的器件，不像它们的电容器和电阻亲戚那样普遍，但仍然非常有用。