电感器获得由电流变化引起的电压的特性定义为电感。电感是电压与电流变化率之比。

电流的变化速率会产生磁场变化，从而在与电压源相反的方向上感应出一个EMF。 EMF的这种感应特性称为电感。

电感的公式为

$$ Inductance \：\：= \：\：\ frac {volatge} {rate \：of \：change \：of \：current} $$

单位-

• 电感的单位是亨利。用L表示。

• 电感器的最大可用单位是mH(毫亨利)和μH(微亨利)。

当线圈中自感应出1伏的EMF时，据说线圈的电感为1亨利，其中电流以每秒1安培的速度变化。

自感

如果考虑在其中流过一些电流的线圈，则它具有一些垂直于电流的磁场。当该电流持续变化时，磁场也会发生变化，并且该变化的磁场会感应出一个与电源电压相反的EMF。产生的相反的EMF是自感电压，这种方法称为自感。

图中的电流i _s表示源电流，而i _ind表示感应电流。磁通量代表线圈周围产生的磁通量。随着电压的施加，电流I _S流动和磁通被创建。当电流i _s变化时，磁通量变化，从而产生i _ind 。

跨线圈的感应电动势与电流变化率成正比。电流变化率越高，感应出的EMF值越高。

我们可以将上面的等式写成

$$ E \：\：\ alpha \：\：\ frac {dI} {dt} $$

$$ E \：\：= \：\：L \：\：\ frac {dI} {dt} $$

哪里，

• E是产生的EMF

• dI / dt表示电流变化率

• L表示电感系数。

自感或自感系数可以称为

$$ L \：\：= \：\：\ frac {E} {\ frac {dI} {dt}} $$

实际方程写为

$$ E \：\：= \：\：-L \：\：\ frac {dI} {dt} $$

上式中的负号表示，根据伦茨定律，电动势是在与电压源相反的方向上感应的。

互感

当载流线圈在其周围产生一定的磁场时，如果另一个线圈靠近该线圈，使其处于初级线圈的磁通量区域，则变化的磁通量会在第二个线圈中感应出一个EMF。如果将第一个线圈称为初级线圈，则将第二个线圈称为次级线圈。

当由于初级线圈磁场的变化在次级线圈中感应出EMF时，这种现象称为互感。

图中的电流i _s表示源电流，而i _ind表示感应电流。磁通量代表线圈周围产生的磁通量。这也扩展到次级线圈。

随着电压的施加，电流I _S流动和磁通被创建。当电流i _s变化时，由于互感特性，磁通量会变化，从而在次级线圈中产生i _ind 。

更改是这样进行的。

$$ V_ {p} \：\：I_ {p} \ rightarrow \：\：B \：\：\ rightarrow \：\：V_ {s} \：\：I_ {s} $$

哪里，

• V _p i _p分别指示初级线圈中的电压和电流

• B表示磁通量

• Vs_的I _S分别表示在二次线圈的电压和电流

两个电路的互感M描述了由初级电流变化引起的次级电压。

$$ V(中学)\：\：= \：\：-M \ frac {\ Delta I} {\ Delta t} $$

其中$ \ frac {\ Delta I} {\ Delta t} $电流随时间的变化率， M为互感系数。负号表示电流与电源相反的方向。

单位-

互感的单位为

$$ volt \：\：= \：\：M \ frac {amps} {sec} $$

(根据上式)

$$ M \：\：= \：\：\ frac {volt。\：sec} {amp} $$

$$ = \：\：Henry(H)$$

取决于初级线圈和次级线圈的匝数，磁通链和感应电动势的量会变化。初级匝数由N1表示，次级匝数由N2表示。耦合系数是指定两个线圈的互感的术语。

影响电感的因素

有几个因素会影响电感器的性能。主要的讨论如下。

线圈长度

电感线圈的长度与线圈的电感成反比。如果线圈的长度更大，则该电感器提供的电感会变小，反之亦然。

线圈截面积

线圈的横截面积与线圈的电感成正比。线圈的面积越大，电感将越大。

转弯数量

随着匝数，线圈直接影响电感。电感值与线圈的匝数成平方。因此，匝数越高，平方的平方即是线圈的电感值。

岩心的渗透性

电感器芯材料的磁导率(μ)表示芯为内部磁场形成提供的支撑。芯材料的较高的渗透性，将越高的电感。

耦合系数

这是计算两个线圈互感的重要因素。让我们分别考虑附近的两个N1和N2匝线圈。

通过第一线圈I ₁的电流产生的磁通一些_Ψ1。韦伯匝数可以理解磁链的数量。

设由于i _1的单位电流而导致的与第二线圈的磁通量为

$$ \ frac {N_ {2} \ varphi_ {1}} {i_ {1}} $$

这可以理解为互感系数，这意味着

$$ M \：\：= \：\：\ frac {N_ {2} \ varphi_ {1}} {i_ {1}} $$

因此，两个线圈或电路之间的互感系数可以理解为一个线圈中的韦伯线匝由于另一线圈中的电流为1A而产生的。

如果第一线圈的自感为L ₁ ，则

$$ L_ {1} i_ {1} \：\：= \：\：{N_ {1} \ varphi_ {1}} \：\：=> \：\：\ frac {L_ {1}} {N_ {1}} \：\：\ frac {\ varphi_ {1}} {i_ {1}} $$

$$ M \：\：= \：\：\ frac {N_ {2} L_ {1}} {N_ {1}} $$

同样，第二个线圈中的电流i ₂引起的互感系数为

$$ M \：\：= \：\：\ frac {N_ {1} \ varphi_ {2}} {i_ {2}} \：\ dotsm \：\ dotsm \：\ dotsm \：\ dotsm \：\ ：1 $$

如果第二个线圈的自感为L ₂

$$ L_ {2} i_ {2} \：\：= \：\：N_ {2} \ varphi_ {2} $$

$$ \ frac {L_ {2}} {N_ {2}} \：\：= \：\：\ frac {\ varphi_ {2}} {i_ {2}} $$

因此，

$$ M \：\：= \：\：\ frac {N_ {1} L_ {2}} {N_ {2}} \：\\ dotsm \：\\ dotsm \：\ dotsm \：\\ dotsm \：\\： 2 $$

将1和2相乘得到

$$ M \：\：\ times \：\：M = \：\：\ frac {N_ {2} L_ {1}} {N_ {1}} \：\：\ times \：\：\ frac { N_ {1} L_ {2}} {N_ {2}} $$

$$ M ^ {2} \：\：==：\：L_ {1} L_ {2} \：\：=> \：\：M \：\：= \：\：\ sqrt {L_ {1 } L_ {2}} $$

当初级线圈的整个变化磁通与次级线圈链接时，上述方程式成立，这是理想情况。但实际上并非如此。因此，我们可以写成

$$ M \：\：\ neq \：\：\ sqrt {L_ {1} L_ {2}} $$

$$和\ frac {M} {\ sqrt {L_ {1} L_ {2}}} \：\：= \：\：K \：\：\ neq \：\：1 $$

其中K称为耦合系数。

耦合系数K可以定义为实际互感系数与理想(最大)互感系数的比值。

如果k的值接近于1，则称线圈紧密耦合；如果k的值= 0，则称线圈为松耦合。

电感器的应用

电感器有很多应用，例如-

• 滤波器电路中使用电感器来感应高频分量并抑制噪声信号

• 将电路与有害的HF信号隔离。

• 电感器用于电路中以形成变压器并将电路与尖峰隔离。

• 电感器也用在电动机中。