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浅析电感器工作原理

时间：2023-03-06 12:16:27 来源： OFweek电子工程网

电感（Inductor， 也称Choke）是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器（Transformer），但只有一个绕组（Winding）。电感具有一定的电感（inductance），它只阻碍电流（Current）的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感又称扼流器、电抗器、动态电抗器等等。

01．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。

02．电感器的历史

最原始的电感器是1831年英国M．法拉第用以发现电磁感应现象的铁芯线圈。

1832年美国的J．亨利发表关于自感应现象论文，人们把电感量的单位称为亨利，简称亨。

19世纪中期，电感器在电报、电话等装置中得到实际应用。

1887年德国的H．R．赫兹，1890年美国的N．特斯拉在实验中所用的电感器都是非常著名的，分别称为赫兹线圈和特斯拉线圈。

03．电感器的组成

电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯等组成。

骨架

骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线（或纱包线）环绕在骨架上，再将磁芯或铜芯、铁芯等装入骨架的内腔，以提高其电感量。

骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器（例如色码电感器）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。

绕组

绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕（绕制时导线一圈挨一圈）和间绕（绕制时每圈导线之间均隔一定的距离）两种形式；多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。

磁芯与磁棒

磁芯与磁棒一般采用镍锌铁氧体（NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。

铁芯

铁芯材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为“E”型。

屏蔽罩

为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如半导体收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。

封装材料

有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁芯等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。


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