电感基础知识

电感

电感(inductanceofanidealinductor)是闭合回路的一种属性。当线

圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电

流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的互相作用关系称为

电的感抗，也就是电感，单位是“亨利(H)”，以美国科学家约瑟夫♦亨

利命名。

目录

1电感简介

1.1自感

1.2互感

2基本构造

3电感特性

4电感极值

5电感作用

6常见种类

6.1小型固定电感器

6.2可调电感器

6.3阻流电感器

7重要分类

7.1按构造分类

7.2按工作频率分类

7.3按用途分类

8重要参数

8.1电感量

8.2容许偏差

8.3品质因数

8.4分布电容

8.5额定电流

9计算公式

10电感单位

11电感的作用

1电感简介

电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流变化时,

电感（图1）

会出现电动势来抵御电流的变化。这种电感称为自感

（self-inductance）,是闭合回路自己自身的属性。假设一种闭合回路

的电流变化，由于感应作用而产生电动势于此外一种闭合回路，这

种电感称为互感（mutualinductance）。

自感

当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流

发生变化时，其周围的磁场也产生对应的变化，此变化的磁场可使

线圈自身产生感应电动势（感生电动势）（电动势用以表达有源元件

理想电源的端电压），这就是自感。

互感

两个电感线圈互相靠近时，一种电感线圈的磁场变化将影响另一种

电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感

与两个电感线圈耦合的程度，运用此原理制成的元件叫做互感器。

2基本构造

电感可由电导材料盘绕磁芯制成，经典的如铜线，

电感（图2）

也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料替代。比空气的磁导率高的芯材

料可以把磁场更紧密的约束在电感元件周围，因而增大了电感。电

感有诸多种，大多以外层瓷釉线圈（enamelcoatedwire）围绕铁素

体（ferrite）线轴制成，而有些防护电感把线圈完全置于铁素体内。

某些电感元件的芯可以调整。由此可以变化电感大小。小电感能直

接蚀刻在PCB板上，用一种铺设螺旋轨迹的措施。小值电感也可用

以制造晶体管同样的工艺制造在集成电路中。在这些应用中，铝互

连线被常常用做传导材料。不管用何种措施，基于实际的约束应用

最多的还是一种叫做“旋转子”的电路，它用一种电容和积极元件体

现出与电感元件相似的特性。用于隔高频的电感元件常常用一根穿

过磁柱或磁珠的金属丝构成。

3电感特性

电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。当线圈通入非稳态电

流时，周围就会产生变化的磁场。通入线圈的功率越大，鼓励出来

的磁场强度越高，反之则小（磁感应强度到达饱和之前）（磁饱和:

电流产生磁场，电感中，电流增长，磁场强度也增长，但增长不是无限制的，当电感中的导磁体内磁场到达某一水

平时，电流的增长不能再使磁场强度妈长，这时，认为此电感到达“磁饱和”，而使电感到达磁饱和时的电流强度，

被认为是该电感的饱和电流。）

电感一般分为空芯电感和磁芯电感两种。空芯电感的电感量是一种

定值常数，应用简朴。

大型磁芯电感在工业中应用的更多，电感量值的精确与否是关键性

问题，无论从理论上还是实际应用中均有重大的意义。

通过公式L=|jxAe*N2/1进行分析。L表达电感量、表达磁心的磁

导率、Ae表达磁心的截面积、N表达线圈的匝数、1表达磁心的磁

路长度。由此可知，当某个电感生产成型后，Ae、N、1都为定值，

那么影响电感出厂后量值的就只有磁导率了。

4电感极值

最小值与最大值：

电感（L）的最小值由所需维持的最小负载电流的规定来决定。

电感（图3）

流过电感L的电流分为持续和不持续两种工作状况。不管是哪种状

况，只要是输入、输出电压保持不变，则电流波形的斜率也不会由

于负载电流的减小而变化。

假如负载电流I逐渐减小，在电感L中的波动电流最小值刚好为零

时，定义为临界电流loc则loc应等于电流峰一峰值的一半，即

Ioc=l/2AiL

当Io<Ioc时，iL将进人不持续状态Io>Ioc时iL为持续状态。

单端正激式转换器的闭环控制电路如图所示。图中Cc为去磁复位绕

组△的分布电容。持续状态的传递函数有两个极点；不持续状态的

传递函数只有一种极点，假如想在状态转换过程中都能稳定地工作,

就必须要进行小心细致的设计。

单端正激式转换器的闭环控制电路

L值的另一种限制原因将出目前应用于多组输出电压的状况。

电感（图4）

由于控制环只与一个有关的输出端闭环，当此输出端电流低于临界

值时，占空比将减少以保持此输出端的电压不变。对于其他的辅助

输出端，假定其所带的是恒定负载，在上述占空比下降的状况下，

其电压也下降。很明显这不是所但愿的，因此在多组输出电压时，

为了保持辅助输出电压不变，电感L的值应不小于所需的最小值。

也就是说，假如辅助电压要保持在一定的波动范围内时，则主输出

的电感必须一直超过临界值，即一直在持续状态。

电感的最大值一般受效率、体积和造价的限制，带直流电流运行的

大电感的造价是昂贵的。从J畦能上来看，电感L过大将使调整系

统的反应速度减慢。由于过大的L在负载出现较大的瞬态变化时限

制了输出电流的最大变化率。

5电感作用

电感在电路中的作用：

电生磁、磁生电，两者相辅相成，总是随同显示。

电感（图5）

当一根导线中拥有恒定电流流过时，总会在导线四面激起恒定的磁

场。当把这根导线都弯曲成为螺旋线圈时，应用电磁感应定律，就

能断定，螺旋线圈中发生了磁场。将这个螺旋线圈放在某个电流回

路中，当这个回路中的直流电变化时（如从小到大或许相反），电感

中的磁场也应当会发生变化，变化的磁场会带来变化的“新电流”，

由电磁感应定律，这个“新电流”一定和本来的直流电方向相反，从

而在短时刻内有关直流电的变化构成一定的抵御力。只是，一旦变

化完毕，电流稳固上去，磁场也不再变化，便不再有任何障碍发生。

从上面的过程来看，电感器的关键作用是制止电流的变化。例如电

流由小到大过程中，电感器都存在一种“滞后”作用，它能在一定期

间内抵御这种变化。从另一种角度来说，正由于电感器拥有储存一

定能量的作用，因此它才能在变化来临时试图维持原状，但需要阐

明的是，当能量耗尽后，则只能随波逐流。

电感的“通直阻交”特性，让其在电路中可以发挥巨大的作用。在板

卡中，电感多被用在储能、滤波、延迟和振荡等几种方面，是保障

板卡稳定、安全运行的重要元件。

6常见种类

小型固定电感器

小型固定电感器一般是用漆包线在磁芯上直接绕制而成，

▼电感（图6）

重要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中，它有密封式和非密封

式两种封装形式，两种形式又均有立式和卧式两种外形构造。

1、立式密封固定电感器立式密封固定电感器采用同向型引脚，国

产电感量范围为0.1-2200|iH（直标在外壳上），额定工作电流为

0.05-1.6A,误差范围为±5%〜±10%,进口的电感量，电流量范围更

大，误差则更小。进口有TDK系列色码电感器，其电感量用色点标

在电感器表面。

2、卧式密封固定电感器卧式密封固定电感器采用轴向型引脚，国

产有LG1.LGA、LGX等系列。

LG1系列电感器的电感量范围为0.1〜211H（直标在外壳上）

LGA系列电感器采用超小型构造，外形与1/2W色环电阻器相似，

其电感量范围为0.22〜lOOpH（用色环标在外壳上），额定电流为

0.09〜0.4A。

LGX系列色码电感器也为小型封装构造，其电感量范围为

0.1〜10000阳,额定电流分为50mA、150mA、300mA和L6A四种

规格。

可调电感器

常用的可调电感器有半导体收音机用振荡线圈、电视机用行振荡线

行线性线圈、中频陷波线圈、音响用频率赔偿线圈、阻波线圈等。

1、半导体收音机用振荡线圈：此振荡线圈在半导体收音机中与可变

电容器等构成本机振荡电路，用来产生一种输入调谐电路接受的电

台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩，内部由尼龙

衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成，在工字磁心上有用高强

度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的尼龙架上，可以上下旋

转动，通过变化它与线圈的距离来变化线圈的电感量。电视机中频

陷波线圈的内部构造与振荡线圈相似，只是磁帽可调磁心。

2、电视机用行振荡线圈：行振荡线圈用在初期的黑白电视机中，它

与外围的阻容元件及行振荡晶体管等构成自激振荡电路（三点式振

荡器或间歇振荡器、多谐振荡器），用来产生频率为15625Hz的的

矩形脉冲电压信号。

电感（图8）

该线圈的磁心中心有方孔，行同步调整旋钮直接插入方孔内，旋动

行同步调整旋钮，即可变化磁心与线圈之间的相对距离，从而变化

线圈的电感量，使行振荡频率保持为15625HZ,与自动频率控制电

路（AFC）送入的行同步脉冲产生同步振荡。

3、行线性线圈：行线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈（其电感

量伴随电流的增大而减小），它一般串联在行偏转线圈回路中，运用

其磁饱和特性来赔偿图像的线性畸变。

行线性线圈是用漆包线在"工”字型铁氧体高频磁心或铁氧体磁棒上

绕制而成，线圈的旁边装有可调整的永久磁铁。通过变化永久磁铁

与线圈的相对位置来变化线圈电感量的大小，从而到达线性赔偿的

目的。

阻流电感器

阻流电感器是指在电路中用以阻塞交流电流通路的电感线圈，

它分为高频阻流线圈和低频阻流线圈。

1、高频阻流线圈：高频阻流线圈也称高频扼流线圈，它用来制止高

频交流电流通过。

高频阻流线圈工作在高频电路中，多用采空心或铁氧体高频磁心，

骨架用陶瓷材料或塑料制成，线圈采用蜂房式分段绕制或多层平绕

分段绕制。

2、低频阻流线圈：低频阻流线圈也称低频扼流圈，它应用于电流电

路、音频电路或场输出等电路，其作用是制止低频交流电流通过。

一般，将用在音频电路中的低频阻流线圈称为音频阻流圈，将用在

场输出电路中的低频阻流线圈称为场阻流圈，将用在电流滤波电路

中的低频阻流线圈称为滤波阻流圈。

低频阻流圈一般采用“E”形硅钢片铁心（俗称矽钢片铁心）、坡莫合

金铁心或铁注氧磁心。为防止通过较大直流电流引起磁饱和，安装

时在铁心中要留有合适空隙。

7重要分类

按构造分类

电感器按其构造的不一样可分为线绕式电感器和非线绕式电感器

电感（图10）

（多层片状、印刷电感等），还可分为固定式电感器和可调式电感器。

按贴装方式分：有贴片式电感器，插件式电感器。同步对电感器有

外部屏蔽的成为屏蔽电感器，线圈裸露的一般称为非屏蔽电感器。

固定式电感器又分为空心电子表感器、磁心电感器、铁心电感器等,

根据其构造外形和引脚方式还可分为立式同向引脚电感器、卧式轴

向引脚电感器、大中型电感器、小巧玲珑型电感器和片状电感器等。

可调式电感器又分为磁心可调电感器、铜心可调电感器、滑动接点

可调电感器、串联互感可调电感器和多抽头可调电感器。

按工作频率分类

电感按工作频率可分为高频电感器、

电感（图11）

中频电感器和低频电感器。

空心电感器、磁心电感器和铜心电感器一般为中频或高频电感器，

而铁心电感器多数为低频电感器。

按用途分类

电感器按用途可分为振荡电感器、校正电感器、显像管偏转电感器、

电感（图12）

阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、被偿电感器等。

振荡电感器又分为电视机行振荡线圈、东西枕形校正线圈等。

显像管偏转电感器分为行偏转线圈和场偏转线圈。

阻流电感器（也称阻流圈）分为高频阻流圈、低频阻流圈、电子镇

流器用阻流圈、电视机行频阻流圈和电视机场频阻流圈等。

滤波电感器分为电源（工频）滤波电感器和高频滤波电感器等。

8重要参数

电感的重要参数有电感量、容许偏差、品质因数、分布电容及额定

电流等。

电感量

电感量也称自感系数，是表达电感器产生自感应能力的一种物理量。

电感（图13）

电感器电感量的大小，重要取决于线圈的圈数（匝数）、绕制方式、

有无磁心及磁心的材料等等。一般，线圈圈数越多、绕制的线圈越

密集，电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大；磁

心导磁率越大的线圈，电感量也越大。

电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母表达。常用的单位

尚有毫亨（mH）和微亨（|1H）,它们之间的关系是:

IH=lOOOmH

lmH=1000（iH

容许偏差

容许偏差是指电感器上标称的电感量与实际电感的容许误差值。

一般用于振荡或滤波等电路中的电感器规定精度较高，容许偏差为

±0.2%〜±0.5%；而用于耦合、高频阻流等线圈的精度规定不高；容

许偏差为±10%〜15%。

品质因数

品质因数也称Q值或优值，是衡量电感器质量的重要参数。

它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所展现的感抗与其

等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。

电感器品质因数的高下与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损

耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

分布电容

分布电容是指线圈的匝与匝之间，线圈与磁心之间，线圈与地之间,

线圈与金属之间都存在的电容。电感器的分布电容越小，其稳定性

越好。分布电容能使等效耗能电阻变大，品质因数变大。减少分布

电容常用丝包线或多股漆包线，有时也用蜂窝式绕线法等。

额定电流

额定电流是指电感器在容许的工作环境下能承受的最大电流值。若

工作电流超过额定电流，则电感器就会因发热而使性能参数发生变

化，甚至还会因过流而烧毁。

9计算公式

电感量按下式计算：

线圈公式：

阻抗（ohm）=2*3.14159*F（工作频率）*电感量（mH）,设定需

用360ohm阻抗，因此：

电感量（mH）=阻抗（ohm）+（2*3.14159）-F（工作频率）=360+

（2*3.14159）4-7.06=8.116mH

据此可以算出绕线圈数：

圈数=[电感量*{（18*圈直径（口寸））+（40*圈长（口寸））}]♦圈

直径（口寸）

圈数=[8.116*{(18*2.047)+(40*3.74)}]:2.047=19圈

空心电感计算公式

空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)

D——线圈直径

N——线圈匝数

d——线径

H——线圈高度

W——线圈宽度

单位分别为毫米和mH。

空心线圈电感量计算公式：

1=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)

线圈电感量：1,单位：微亨

线圈直径：D,单位：cm

线圈匝数：N,单位：匝

线圈长度：L,单位：cm

频率电感电容计算公式：

l=25330.3/[(f0*f0)*c]

工作频率：①单位:MHZ本题f0=125KHZ=0.125

谐振电容：c单位:PF本题建义c=500…lOOOpf可自行先决定，或由

Q

值决定

谐振电感：1单位：微亨

线圈电感的计算公式

1、针对环行CORE,有如下公式可运用：（IRON）

L=N2.ALL=电感值（H）

H-DC=0.4TTNI/1N=线圈匝数（圈）

AL二感应系数

H-DC二直流磁化力1=通过电流（A）

1=磁路长度（cm）

1及AL值大小,可参照Micrometal对照表。例如：以T50-52材,

线圈5圈半，其L值为T50-52（表达OD为0.5英口寸），经查表其AL

值约为33nH

L=33（5.5）2=998.25nH=lpH

当流过10A电流时，其L值变化可由1=3.74（查表）

H-DC=0.4TCNI/1=0.4x3.14x5.5x10/3.74=18.47（查表后）

即可理解L值下降程度（位％）

2、简介一种经验公式

L=（k*gO*|is*N2*S）/I

其中

|10为真空磁导率=4兀*10（-7）。（10的负七次方）

（1S为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时|1S=1

N2为线圈圈数的平方

S线圈的截面积，单位为平方米

1线圈的长度，单位为米

k系数，取决于线圈的半径（R）与长度（1）的比值。

计算出的电感量的单位为亨利（H）。

10电感单位

电感符号：L

电感单位：亨（H）、毫亨（mH）、微亨（|1H）,换算关系为：

1H=10八3mH=10八6^H=10A9nH。

换算:数值X10的n次方如103即为10X10的三次方nh为10uh

除此外尚有一般电感和精密电感之分

一般电感：误差值为20%,用M表达；误差值为10%,用K表达。

精密电感：误差