電感表徵電路元件的特性，以積累磁場能量。它也是電流和磁場之間關係的量度。它也與電的慣性進行比較——就像質量與機械物體的慣性一樣。
內容
自感現象
如果流過導電電路的電流大小發生變化，就會發生自感現象。在這種情況下，通過電路的磁通量發生變化，並且在電流迴路的端子處出現電動勢，稱為自感電動勢。該電動勢與電流方向相反，等於：
ε=-ΔF/Δt=-L*(ΔI/Δt)
顯然，自感電動勢等於流過電路的電流變化引起的磁通量變化率，也與電流變化率成正比。自感電動勢與電流變化率之間的比例係數稱為電感，用 L 表示。該值始終為正，SI 單位為 1 亨利 (1 H)。分數也被使用 - 毫亨和微亨。如果電流變化 1 安培會導致 1 伏的自感應 EMF，我們可以談論 1 亨利的電感。電路不僅有電感，還有單獨的導體，還有線圈，可以表示為一組串聯電路。
電感儲存能量，可計算為W=L*I2/2，其中：
- W——能量，J；
- L——電感，H；
- I 是線圈中的電流，A。
這裡的能量與線圈的電感成正比。
重要的！ 在工程中，電感也是一種存儲電場的器件。最接近這種定義的實際元件是電感器。
計算物理線圈電感的通用公式形式複雜，不方便實際計算。記住電感與匝數、線圈直徑成正比並取決於幾何形狀是很有用的。此外，電感受到繞組所在鐵芯的磁導率的影響，但流經匝的電流不受影響。計算電感，每次都需要參考以上公式進行具體設計。因此，對於圓柱形線圈，其主要特性由以下公式計算：
L=μ*μ*(N2*S/l),
在哪裡：
- μ 為線圈鐵芯的相對磁導率；
- μ – 磁常數，1.26*10-6 H/m；
- N是匝數；
- S為線圈的面積；
- l 是線圈的幾何長度。
要計算圓柱形線圈和其他形狀線圈的電感，最好使用計算器程序，包括在線計算器。
電感器的串並聯
電感可以串聯或併聯，得到具有新特性的集合。
並聯
當線圈並聯時，所有元件上的電壓相等，電流（變量) 與元件的電感成反比分佈。
- U=U1=U2=U3;
- 我=我1+我2+我3.
電路的總電感定義為1/L=1/L1+1/升2+1/升3.該公式適用於任意數量的元素，對於兩個線圈，它簡化為 L=L 的形式1*L2/(L1+L2)。顯然，得到的電感小於具有最小值的元件的電感。
串行連接
使用這種連接方式，相同的電流流過由線圈組成的電路，電路每個元件上的電壓（可變！）與每個元件的電感成比例分佈：
- U=U1+U2+U3;
- 我=我1=我2=我3.
總電感等於所有電感之和，並且會大於值最大的元件的電感。因此，如果需要增加電感，則使用這種連接。
重要的！ 在串聯或併聯電池中連接線圈時，計算公式僅適用於排除元件磁場相互影響的情況（屏蔽、長距離等）。如果存在影響，則電感的總值將取決於線圈的相對位置。
電感器的一些實際問題和設計
在實踐中，使用了各種電感器設計。根據用途和應用領域的不同，設備可以採用多種方式製造，但必須考慮到實際線圈中出現的影響。
電感品質因數
一個真正的線圈，除了電感之外，還有幾個參數，其中最重要的參數之一就是品質因數。該值決定了線圈中的損耗，並取決於：
- 繞組線的歐姆損耗（電阻越大，品質因數越低）；
- 電線絕緣層和繞組架的介電損耗；
- 屏幕丟失；
- 鐵芯損耗。
所有這些量都決定了損耗電阻，品質因數是等於 Q=ωL/Rlosses 的無量綱值，其中：
- ω = 2*π*F - 圓頻率；
- L——電感；
- ωL 是線圈的電抗。
我們可以近似地說，品質因數等於無功（感性）電阻與有功電阻之比。一方面，隨著頻率的增加，分子增加，但同時由於趨膚效應，損耗電阻也因導線有用截面的減小而增加。
畫面效果
為了減少異物的影響，以及電場和磁場以及通過這些場的元素之間的相互影響，通常在屏幕中放置線圈（尤其是高頻線圈）。除了有益效果外，屏蔽還會導致線圈品質因數的降低、電感的降低和寄生電容的增加。此外，屏蔽牆離線圈的匝數越近，有害影響越大。因此，屏蔽線圈幾乎總是帶有調整參數的可能性。
微調電感
在某些情況下，需要在將線圈連接到其他電路元件後，在現場準確設置電感值，以補償調諧過程中的參數偏差。為此，使用了不同的方法（切換匝的抽頭等），但最準確和最平滑的方法是在核心的幫助下進行調整。它採用螺紋桿的形式製成，可以在框架內旋入和旋出，調節線圈的電感。
可變電感（變差計）
如果需要快速調整電感或電感耦合，則使用不同設計的線圈。它們包含兩個繞組 - 可移動和固定。總電感等於兩個線圈的電感和它們之間的互感之和。
通過改變一個線圈與另一個線圈的相對位置，可以調整電感的總值。這種設備稱為變差計，通常用於通信設備中，以在由於某種原因無法使用可變電容器的情況下調整諧振電路。變差計的設計相當龐大，這限制了它的範圍。
印刷螺旋形式的電感
電感小的線圈可以做成螺旋形的印刷導體。這種設計的優點是：
- 生產的可製造性；
- 參數重複性高。
缺點包括在調整過程中無法進行微調以及難以獲得大的電感值——電感越高，線圈在板上佔用的空間就越大。
分段繞線器
沒有電容的電感只是紙上談兵。對於線圈的任何物理實現，都會立即產生寄生匝間電容。這在很多情況下都是有害的。寄生電容增加了 LC 電路的電容，降低了諧振頻率和振盪系統的品質因數。此外，線圈有自己的諧振頻率，這會引起不良現象。
有多種方法可以降低寄生電容，其中最簡單的方法是採用幾個串聯部分形式的繞組電感。有了這種包含，電感加起來，總電容減小。
環形磁芯上的電感器
圓柱形電感器的磁場線通過繞組內部（如果有磁芯，則通過它）並通過空氣從外部閉合。這一事實帶來了幾個缺點：
- 電感降低；
- 線圈的特性不太適合計算；
- 任何帶入外部磁場的物體都會改變線圈的參數（電感、寄生電容、損耗等），因此在很多情況下都需要屏蔽。
纏繞在環形鐵芯上的線圈（以環形或甜甜圈的形式）在很大程度上沒有這些缺點。磁力線以閉環的形式在核心內部通過。這意味著外部物體實際上對纏繞在這種磁芯上的線圈的參數沒有影響，並且這種設計不需要屏蔽。在其他條件相同的情況下，電感也會增加，並且特性更容易計算。
繞在環面上的線圈的缺點包括不能在現場平滑調整電感。另一個問題是繞組的勞動強度大，可製造性低。然而，這通常或多或少地適用於所有電感元件。
此外，電感的物理實現的一個共同缺點是重量和尺寸大、可靠性相對低和可維護性低。
因此，在技術上，他們試圖擺脫感應元件。但這並不總是可行的，因此在可預見的未來和中期都將使用繞組組件。
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