大纲
简介
电感器由导线绕在铁氧体材料的核心，其中包括一个气隙。电感以磁场的形式储存能量。电感器在磁场作用下具有多种电学特性。
这个电感器的一个重要特性是，当电流流过导线时，导线周围就会产生磁场。如果我们把导线卷起来，磁场就会更强。当电流流过线圈时，线圈的磁通量将呈指数增长，并在某一点稳定下来，从而将电能以磁能的形式储存起来。当电力供应停止时，磁能将呈指数下降，并重新转化为电能。由此我们可以说，它会暂时储存能量。磁场变化越快，感应电动势或电压就越大。要了解电流与磁通量的关系，就要了解伦茨定律。
楞次定律
在讲伦茨定律之前，我们首先要了解法拉第归纳法定律。它指出，线圈中感应到的电动势的大小等于与线圈相连的通量变化率。这等同于如下所示
ᶓα dΦ/dt
而线圈匝数和与线圈有关的磁通的乘积，就得到了磁通连杆。
伦茨定律指出，电动势是由法拉第定律中所述的磁通量变化产生的。这种感应电动势的极性是这样的，它产生了一种电流，使得磁场反对产生电流的变化。
ԑ= -N(∂ΦB /∂t)
∂ΦB =磁通量的变化
ԑ=感应电动势
N = no。的转
A =线圈的面积
U =岩心渗透率。
L =线圈长度
di/dt =线圈中电流的变化率。
电感工作
当电流在线圈中流动时，线圈就会在它周围形成磁场。在建立电场时，线圈住在电流流中，一旦建立电场，电流就可以正常流过导线。由于这个原因，在达到稳定状态之前，磁流会呈指数级增加。当电流关闭时，线圈周围的磁场将保持电流在线圈中流动，直到磁场崩溃。这使得电流在达到实际状态之前呈指数下降。
当电线被卷成一系列连续的线圈时，它被称为螺线管。在这种类型中，磁场强度分别随电流的增大和减小而增大或减小。它的作用类似于条形磁铁，但磁场强度是可变的。
电感器符号
空中核心的象征
铁芯的符号
铁氧体磁芯的符号
变量核心的符号
电感器的电感
电感是电感器的特性，在电感器中产生的电流与磁场的变化率成正比，称为电感。电感值越高，电感器就越能抵抗电流的突然变化。
电感由L = μ N给出2提单
在哪里
L -线圈的电感。
μ -岩心渗透率。
n -线圈中的调谐数
a线圈面积。
l -电感器长度。
自身电感
由于电流产生的磁通量，电流的变化会引起电路中电压的变化。简单地电感线圈内给我们自感。扼流圈是自感效应的最好例子。
互感
一个电路电流的变化会引起下一个电路电压的变化，两个电路之间的磁场联动就会产生互感。变压器是互感效应的最好例子。
串联电感器
当n个电感串联时，总电感值为所有单个电感的和。
Ltotal = L1+L2+…+Ln
并联电感器
当' n '个电感器并联时，总电感值为低，其公式如下
Ltotal = 1/ ((1/L1) + (1/L2) +..+ (1 / Ln))
如果我们观察这两个方程，它们非常类似于串联和并联的电阻。
电感的单位
电感的国际单位是亨利。它是以美国物理学家约瑟夫·亨利的名字命名的。这用“H”表示。
1亨利只是电路中电流的变化率是1安培每秒，那么合成的电动势就是1伏特。这就等于
H= (V.s)/A = Wb/A。
式中V =伏特，s =秒，Wb =韦伯，A =安培。
电感的前缀
1mH = 1毫亨利= 10-3 H
1μH = 1 micro-Henry = 10-6 H
1nH = 1 nano-Henry = 10-9 H
电感影响因素
1.磁芯材料
影响电感值的重要因素之一是磁导率。如果磁芯的磁导率越大，电感也越大，如果磁芯的磁导率越小，电感也越小。因为对于任何给定的磁场力，高磁导率的磁芯都会产生更大的磁通量。
2.电感匝数
如果电感匝数增加，电感也会增加。因为对于任何给定的电流，如果电感器由更多的匝数组成，产生的磁通量总是更大。
3.length of the coil
如果线圈长度增加，电感减小。长度减小，电感增加。对于任意数量的给定电流，对于较长的线圈长度，产生的磁通量导致更大的阻力产生该磁通量。
4.线圈面积
取线圈的横截面积，面积越大，电感值越高，面积越小，电感值相对减小。随着面积的增大，感应通量增大，电感量增大。
电感器一旦组装在电路中，其电感值也会受到附近其他导线和元件所引起的外部效应的影响。为了得到准确的电感值，必须计算出近似的电感值。
让我们考虑一个线圈绕有一层具有一定直径的线圈，并且线圈均匀地放置，那么电感值的典型近似公式如下所示。
L = (d2n2/(l + 0.45d)
在哪里
D =线圈的直径，单位为米。
N = no。线圈的匝数。
L =亨利电感。
L =电线的长度，单位为米。
电流、电压、功率计算
电感器中的电压取决于通过电感器的电流变化率。无论何时产生变化，初始变化都与感应电动势相反。线圈中的电动势将是相同的，但电压将像一个增加电流的源，电压将像一个减少电流的负载。
电源所做的功，以保持电流通过线圈对感应电动势流动是功率。它被给出为
P = d/dt(½(L x I2))。
磁场密度B (t)以特斯拉为单位，等于磁场强度H (t)乘以磁芯磁导率μ。
这是给出的
B (t) = μ x H (t)。
磁通量，单位为韦伯，等于磁通量密度B (t)，乘以磁芯“Ac”的截面积。
这是给出的
Φ(t) = Acxb (t)
储存在电感器中的能量等于建立电流流过电感器并产生磁通量所做的功。
给出如下
E = 1 / 2 (L x I2）
在哪里
L =电感，
I =电流通过电感和
E =储存的能量。
例子
让我们考虑下面的电路，电流通过线圈是5a。
如果开关打开15毫秒，那么线圈中感应到的电动势为
Vl= L di/dt = 0.5(5/0.015) = 166伏
品质因数
由于电感器是由导电金属线形成的，它们将有一个串联电阻。这个串联电阻将通过转换流过线圈的电流来产生热量。由于这种热，感应器的灵敏度降低。因此，质量因子不过是电感与电阻的比率。这是给出的
Q = ω l / r
在哪里
质量因子
ω =角频率(Hz)
L =电感(H)
R =电阻(Ω)
在电感器中产生的反电动势:在电感器中产生的电动势将取决于源电流，无论是交流电流还是直流电流。
自感应电动势VL = - L di/dt只适用于交流电流，因为电流的变化率是di/dt不等于零。如果电感电流的流量是恒定的，即在直流电流下di/dt为零。在这个阶段，电感的作用就像一根电线。
电感的时间常数:让我们考虑电路如下所示，一个电感和一个打开的开关。
由于开关是开着的，电路中就不会有电流流动。因此，在此条件下，电流di/dt的变化率为零。我们知道，当di/dt为零时，电路中没有自感应电动势。
当我们关闭开关时，电流将流过电路，并以由电感器的电感量决定的速率缓慢上升到最大值。流过电感器的电流速率乘以电感量就得到VL。因此电路中会有自感应电动势(VL)，这个值取决于电路中电感器的电感值VL= L di/dt, VL会对抗施加的电压，直到电流达到最大值并达到稳定状态。在这个阶段，只有线圈的直流电阻将存在，以反对电流流动。因为在直流电感中，电流的变化只发生在从零到最大和从最大到零的过渡状态。由于直流电为零频率分量，在稳态状态下电路不提供电抗。
当开关再次打开时，流过电路的电流将下降，但电感器将再次对抗这种变化，并试图通过诱导另一个方向的电压来保持电流在其先前的值流动。
电感器的应用
- 电感在纳米亨利范围内，只能过滤非常高的频率，即100兆赫以上，所以这些主要用于射频电路，如80年代的旧音箱。
- 微亨利范围内的电感器将过滤掉大约50千赫到几兆赫的频率。这些通常用于直流电源以平滑电压。
- 毫微米-亨利范围内的电感器是非常有效的，这些用于音频交叉电路分离低频和高频声音。
- 电感在理想情况下像一个低通滤波器，因为电感的阻抗随着信号频率的增加而增加。
- 由于电感器将感应磁场的距离，这些用于电感传感器。这些感应传感器用于交通信号，以检测交通量。
- 通过将两个具有共享磁场的电感器组合在一起，就像变压器一样。这些电感变压器只适用于较低的频率。
- 在定速应用中使用感应电动机。
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