电感基础：掌握交流电源与信号滤波

电感在爱好电子中较少见，但涉及交流(AC)应用时至关重要。在AC应用中电感与电阻同样普及。电感阻碍电流变化，故极适合滤波信号、实现不同AC电压间变换，常用于可调电源。这就是学习电感的理由。本文探讨电感基础。

什么是电感？

电感是暂时储存能量的电子元件，利用磁场实现。典型电感为线圈(常用铜线)绕在磁性/非磁性骨架上。骨架主流芯材：

铁氧体和铁芯电感因能产生更大磁场、储存更多能量而更受青睐。

电感不必需骨架。空心电感为紧密绝缘线圈无中心骨架。依据法拉第电磁感应定律，电流通过线圈产生磁场。多圈线圈可产生更强磁场。电流流过线圈簇转化为磁能；电流停止时电磁场崩溃，磁能转回电能，此时表现为普通导线。能量转换释放需时间，这是所有电感运作的电磁学基础。

形象比喻：电感如大水车。静止重水车需时间和能量启动；一旦旋转获动量，切断水源后也需时间停转。电感同理，但作用于电荷。这种阻碍电流变化的特性称为电感量，定义为磁通量与激励电流之比。市面有各类不同类型电感，各有独特特性、结构、用途。

电感电容功能相似但工作迥异。两者均为无源储能元件。电容储能于电场，电感储能于磁场并以电能释放，此即电磁感应，也是电感名称由来。电容常用于高压电解场景(如电源)，也用于低压大容量通用场合；电感用于AC应用(收音机、电视等)。

电感量国际单位为亨利(H)，以发现互感的约瑟夫·亨利命名。电感电子符号如下：

先看影响电感的因素。

四大因素决定电磁电感量：

电感量与磁导率成正比。空心电感磁导率μ=1(空气/陶瓷无磁性，不增强电感)。需高电感量应选磁性/铁磁性芯材，磁导率可达百级(μ=100+)，同体积下电感量显著提升。因此厂商少做空心电感。但并非磁导率越高越好，芯材影响功率与热效率。

铁氧体与金属复合材料是常用导体芯材。铁氧体磁导率极高，同封装尺寸下电感值大，但热稳定性差，电流超饱和致过热失效。金属复合芯饱和特性柔和，可能更接近理想选择。选型时需权衡这些因素，它们控制电感电磁特性。

测量线圈长度L、直径d、匝数N。计算N²与D²乘积；另算18D+40L。公式：

μH = (N²)(D²) ÷ (18D + 40L)

微亨转亨利：除以1,000,000 (1μH=0.000001H，1H=1,000,000μH)。可用在线计算器或购买标称值电感简化工作。

如电阻电容，电感也常串并联使用。通则：电感串并联规则同电阻。

串联电感直接相加：L1、L2串联，总量=L1+L2。同一电流流经所有电感，电流变化率相同，故电感量相加。

并联电感总量小于各分量。电流分流，各电感承担电流小于总电流，磁通/电流比不同。公式：

总量 = 1/(1/L1 + 1/L2)

计算电感磁场储能。例：15A电流流经200mH电感。储能=½L×I²。

公式模板：U = ½L × I²

先换算：200mH × 10⁻³ = 0.2H。
计算：U = ½(0.2) × 15² = 22.5焦耳。这是计算电感磁场储能的标准公式。

以上为最常见应用，高频电感还用于无线电。

标准万用表无法测电感，虽有内置RLC表型号但不准。准确测量需专用RLC表，或按本文方法自行计算。希望本文有帮助，谢谢阅读。

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