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电感器

在学习电子元件的过程中，你一定会接触到一个既神秘又重要的家伙 —— 电感（Inductor）。电感不像电阻那样直观，也不像电容那样常见，但它在电路中的作用却非常关键。无论是电源滤波、能量储存、还是高频信号处理，电感都在其中发挥着不可替代的作用。

电感的作用​

简单来说，电感是一种可以“储存磁能”的元件。它的主要作用包括：

  • 滤波：阻止高频信号通过，只让低频信号通过（扼流）
  • 储能：在开关电源中临时储存电能再释放
  • 震荡与调谐：与电容一起构成谐振电路
  • 抗干扰：用于消除电路中的高频干扰

电感的结构与工作原理​

电感通常是由导线绕成的线圈制成。当你给它施加电流时，它周围会产生磁场；当电流变化时，这个磁场会反过来影响电流的变化速度。

这就是电磁感应定律的体现：

电感会“抵抗”电流变化，越快变，它“反抗”越强。

这种特性用一句话概括就是：电感阻变化的电流。

你可以这样理解：电感不像电阻那样阻碍电流大小，它只在电流发生变化时“出手干预”，平时并不“多管闲事”。

电感的单位与表示方法​

电感的单位是亨利（H），常用的还有：

  • 毫亨（mH） = 10⁻³ H
  • 微亨（μH） = 10⁻⁶ H

在电路图中，电感通常用字母 L 表示，元件符号是一个“线圈形”的图标。

电感的主要类型​

电感根据结构和用途可以分为多种类型：

空心电感​

  • 没有磁芯，频率响应好
  • 多用于高频电路（如射频电路）

铁芯电感​

  • 中间有铁芯，增强磁场，电感量更大
  • 常见于滤波和能量储存场景

电感线圈（绕线电感）​

  • 一种结构常见、种类丰富的电感
  • 适用于滤波、电源等通用场合

一体成型电感​

  • 电感线圈和磁芯通过压铸一体化封装
  • 有更好的电气性能和抗干扰能力
  • 常用于开关电源模块、DC-DC电路等

共模电感​

  • 实际上是两个电感线圈绕在同一个磁芯上
  • 用于电源输入/输出的抗干扰滤波

常见型号举例​

你在选用电感时会看到一些标号，例如：

  • 101：表示 100μH（前两位是数字，第三位是乘以10的幂）
  • 330：表示 33μH
  • 1R0：表示 1.0μH（“R”代表小数点）

常见型号有：

  • CD75、CD43、NR5040、NR4018：贴片功率电感，适合开关电源
  • DIP 电感（如 10μH 立式电感）：适合面包板或插针焊接电路

电感的典型应用​

  1. 电源滤波

    你可以在电源输入或输出端串联电感来过滤掉高频噪声，保证电路供电稳定。

  2. 开关电源储能

    在降压（Buck）、升压（Boost）电源中，电感负责短暂“储能”，然后配合开关与电容实现电压转换。

  3. LC 滤波与谐振

    电感与电容组合成 LC 滤波器，可以有效地选通特定频率段的信号，比如在音响、射频等设备中。

  4. 无线充电与感应耦合

    无线充电器和感应线圈中使用的也是电感原理，两个线圈通过磁场实现能量传输。

使用电感时需要注意什么？​

  • 电感不能随意替换，电感量不同会直接影响电路功能
  • 电感有直流电阻（DCR），过大会造成压降
  • 电感有额定电流，超过可能发热甚至烧毁
  • 高频应用时，选型要考虑寄生电容和 Q 值（品质因数）
  • 有些电感对磁场敏感，布板时应远离磁性干扰源

小结​

这一节，你认识了电感这个在电路中“抗拒电流变化”的角色。你了解了它的结构、单位、主要类型、常见型号以及应用场景。电感不像电阻和电容那样直观，但它在电源电路、滤波系统、无线通信中却是不可或缺的元件。