大纲
简介
电感器由绕在铁氧体材料的铁芯上的导线组成，铁氧体材料包括一个气隙。电感器以磁场的形式储存能量。电感器在磁场作用下具有许多电学特性。
这种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。如果我们把导线绕起来，磁场会更强。当电流流过线圈时，磁通量会呈指数增长并稳定在某一点，然后以磁能的形式存储电能。当电力供应停止，那么磁能将减少指数和转换回电能。由此我们可以说，它将暂时储存能量。磁场变化越快，感应电动势或电压就越大。为了了解电流与磁通量的关系，让我们知道楞兹定律。
楞次定律
在讲楞兹定律之前我们先要知道法拉第定律。它指出线圈中感应的电动势的大小等于连接线圈的磁通的变化率。这个等式如下所示
Φᶓαd / dt
而线圈中的匝数和与线圈相关的磁通的乘积，就给了我们磁通连杆。
楞兹定律指出电动势是由法拉第定律所述的磁通量的变化所产生的。这种感应电动势的极性是这样的，它产生电流，这样的磁场反对产生它的变化。
ԑ= -N(∂ΦB /∂t)
∂ΦB =磁通量的变化
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 =线圈内电流变化率。
电感器的工作
当电流在线圈中流动时，线圈会在其周围形成磁场。在建立磁场时，线圈中有电流的流动，一旦建立了磁场，电流就可以正常地通过导线。由于这个原因，在达到稳定状态之前，磁流将呈指数增长。当电流关闭时，线圈周围的磁场将保持电流在线圈中流动，直到磁场瓦解。这使得电流在到达实际状态之前呈指数下降。
当导线盘绕成一系列连续的线圈时，称为螺线管。在这种类型中，磁场强度会随着电流的增大和减小而增大或减小。它与条形磁体效应相似，但磁场强度不同。
电感器符号
Air core的标志
铁芯的符号
铁氧体磁芯的符号
变量核心的符号
电感的电感
电感是电感器的性质，由于磁场在电感器内产生的电流与磁场变化率成正比，称为电感。电感值越高，电感对电流突变的抵抗能力越强。
电感量用L =µN表示2一个/ l
在哪里
L -线圈的电感。
-岩心的渗透率。
n线圈中的吨数
线圈的面积。
l -电感长度。
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。简单地说，线圈中的电感就是自感。扼流圈是自感效应的最好例子。
互感
一个电路中电流的变化会引起下一个电路电压的变化。两个电路之间磁场的联系会产生互感。变压器是互感效应的最好例子。
电感串联
当n个电感串联时，总电感值为所有单个电感的总和。
Ltotal = L1+L2+…+Ln
电感并联
当n个电感并联时，总电感值较低，公式如下
Ltotal = 1/ ((1/L1) + (1/L2) +..+ (1 / Ln))
如果我们观察这两个方程，就会发现它们与串联和并联的电阻非常相似。
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。
一个亨利就是电路中电流的变化率是每秒一安培，那么最终的电动势就是一伏特。这等于
H= (V.s)/A = Wb/A。
其中V =伏特，s =秒，Wb =韦伯，A =安培。
电感的前缀
1mH = 1毫-亨利= 10-3小时
1μH = 1微亨利= 10-6 H
1nH = 1nano - henry = 10- 9h
电感影响因素
1.芯材
影响电感值的重要因素之一是磁导率。磁芯的磁导率越大，电感也就越大;磁芯的磁导率越小，电感也就越小。因为对于任何给定的磁场力，磁导率越高的岩心产生的磁通量就越大。
2.电感的匝数
如果电感的匝数增加，电感也增加。因为对于任何给定的电流，如果电感包含更多匝数，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。如果长度减少，电感就增加。对于给定电流的任意量，线圈的长度越长，产生的磁通量与产生的磁通量的方向就越相反。
4.线圈面积
通过取线圈的截面积，面积越大，电感就越大，面积越小，电感的值就会相对减小。随着面积的增加，感应到的磁通越多，电感也越多。
一旦在电路中组装好，电感值也会受到电感附近的其他导线和元件的外部影响。为了得到精确的电感值，必须计算出电感的近似值。
假设一个螺线管绕有一层线圈，线圈的直径是一定的，并且线圈是均匀放置的，那么近似电感值的典型公式如下所示。
L = (d2n2) / (l + 0.45 d)
在哪里
D =线圈直径，单位为米。
n = no。线圈的匝数。
L =亨利的电感。
L =导线的长度，单位为米。
电流、电压和功率的计算
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。线圈中感应的电动势将是相同的，但电压将像一个电流增加的源，电压将像一个电流减少的负载。
源所做的功是为了保持流过线圈的电流不受感应电动势的影响。它的形式是
P = d/dt (1 / 2 (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
B (t) = μ x H (t)。
磁通量以韦伯为单位测量，等于磁通量密度B (t)乘以磁芯“Ac”的截面积。
这是
Φ(t) = Acx B (t)。
储存在电感器中的能量等于建立通过电感器的电流并产生磁通量所做的功。
这给
E = 1 / 2 (L x I2）
在哪里
L =电感,
I =流过电感器的电流
E =储存的能量。
例子
让我们考虑下面的电路，流过线圈的电流是5 A。
如果开关打开15毫秒，那么线圈中感应的电动势给定为
Vl= L di/dt = 0.5(5/0.015) = 166伏特
品质因数
由于电感是由导电的金属线形成的，它们将有串联电阻。这个串联电阻将通过转换流过线圈的电流产生热量。由于这种热量，感应器的灵敏度降低了。因此，品质因数不过是电感与电阻之比。这是
Q = ω l / r
在哪里
质量因子
ω =角频率(Hz)
L =电感(H)
R =阻力(Ω)
电感器产生的反电动势:电感器产生的反电动势取决于源电流，电流是交流的还是直流的。
自感电动势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，电感器的作用就像一根电线。
电感的时间常数:让我们考虑如下所示的电路，其中有一个电感和一个开路开关。
由于开关是开的，电路中不会有电流。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，并慢慢上升到它的最大值，速率由电感器的电感决定。通过电感器的电流率乘以电感器得到VL。因此，电路中会产生自感电动势(VL)，这个值取决于电路中电感器的电感值VL= L di/dt, VL将与施加的电压对抗，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值将存在，以反对电流。因为在直流电感器中，电流的变化只发生在从零到最大值和从最大值到零的过渡状态。由于直流为零频率分量，因此在稳态条件下电路不提供电抗。
同样，当开关打开时，流过电路的电流会下降，但电感器会再次对抗这种变化，并通过向另一个方向诱导电压，试图保持电流在原来的值流动。
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年代的老式音箱。
- 在微亨利范围内的电感器将过滤掉大约50千赫到几兆赫兹的频率。这些通常用于直流电源，以平滑电压。
- 毫厘范围电感器是非常有效的，这些被用于音频转换分离低频和高频声音的电路。
- 电感器理想地充当低通滤波器，因为电感器的阻抗随着信号频率的增加而增加。
- 由于电感器将从远处感应磁场，这些都用于电感式传感器。这些电感式传感器用于交通信号，以检测交通的数量。
- 通过将两个具有共同磁场的电感结合起来，就会起到变压器的作用。这些电感变压器只适用于较低的频率。
- 在固定速度应用中使用感应电动机。
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