硬件学习(2)-电感

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前言：我走了很多弯路，我所写也是想帮助更多和我一样的人。如果有错误，望大家在评论区留言，我接受批评，共同探讨。

电感

简单了解：

参数：感值，精度，额定电流，品质因数ESR等

作用：通直流隔交，储能；滤波；阻碍电流变化，保持器件工作电流的稳定

精度：10%，20%

磁芯材料：铁氧体

额定电流：正常工作时电流大小限制值

饱和电流：比额定电流大，电感电流超过饱和电流，电感量会变小

        当电源从0V->10V变化时，电感的电压产生一个正脉冲（电压突变），这个脉冲极性与电源电压极性相反。由于电感电压削弱了电源电压的影响，所以电流没有突然变大(滞后一部分)，整个电路的电流从0A开始，逐渐上升（电流不能突变），直至达到稳态。

        当电源从10V->0V变化时，电感的电压产生一个负脉冲（电压突变），这个脉冲极性与电源电压极性相同。由于电感电压延续了电源电压的影响，所以电流没有突然变小，整个电路的电流从1A（10V/10Ω）开始，逐渐下降（电流不能突变），直至达到稳态。

电感参数

1.标称电感量，基本单位H亨利，1uH = 10-3mH = 10-6H。电感量公式：

2.额定工作电流IDC。电感器长期工作不损坏所允许通过的最大电流。对相同电感量的电感器，绕制线圈的线径越粗，电感器的额定电流也就越大。

3.直流内阻DCR，一般再10-3到102Ω级别。含铜量高内阻小；相同匝数，导线直径大内阻小；同一系列电感量越大，则线圈匝数多，内阻大；会发热

4.品质因数Q，电感存储能量与消耗能量的比值，即线圈的感抗与线圈直流内阻之比：Q =   = 。Q越大，说明电感存储能量能力大，电感器的功率损耗越小

电感磁屏蔽重要

5.交流电阻，还有交流电阻，也会随着频率变化而变化，远远低于谐振频率，要不然热损会变大。

6误差范围，除了用于振荡电路的电感器误差需要控制再0.5%以内外，一般的误差范围再±10%到20%都能接收

6.分布电容，电感器的实际等效模型

为了避免自激，应该确保电感器的工作频率远远小于其固有频率

时间常数

        其中时间常数τ=L/R。经历5个τ后，电感的电压和电流趋于稳定，特别对于直流来说，此时电感相当于短路，电流达到最大Imax=V/R。

相位

角度θ隐含了电压U和电流I之间的相位信息：

        如果为正数，表示电压U在相位上领先于电流I；

        如果为负数，表示电流I在相位上领先于电压U。

前面电容的ICE也表示了这样，很明显电容的阻抗矢量角为负数，表示电流再相位上领先电压

        这方面如果容易搞混，可以从源头去理解，电感的电流不能突变，先变化的是电压，呈现电感特性（XL>XC）的感性电路亦是如此；电容的电压不能突变，先变化的是电流，呈现电容特性（XC>XL）的容性电路亦是如此。

电感的一些事项

为什么通直隔交？

        直流信号通过线圈的电阻就是导线本身的电阻，压降很小；相反交流信号通过电感，线圈会产生自感电动势，阻碍电流通过。

        电感感抗Z=2ΠfL，信号频率越高感抗越大

电感和电容对比

        电感由公式以及图明显看出，阻抗随着频率增大而增大；

        电容有讲过，在高频呈感抗，低频呈容抗。随着频率增大容抗变小，等效电感反而越来越大；纯电容的阻抗，随着频率增大而减小

        电感谐振频率之前呈感性因为感抗一直增大，最后是因为容抗呈上升才呈容性

滤波作用

        前面有讲，电感阻抗随着频率增大而增大，所以电感对高频信号无感，高频信号一般是过不去的。而电容的公式看，频率低阻抗大，所以说对电容来讲，高频信号容易通过。

功能电感

回看笔记有争议，容我查询资料后补充

电感选型

电源选型：额定电路选温升电流和饱和电流小的打八折；国产温升电流会虚高。

高频选型：与一般选型大致相同，关注频率特性，阻抗特性，饱和电流特性

超过饱和电流，感值会急剧下降

除了直流电阻还有交流电阻，也会随着频率变化而变化，远远低于谐振频率，要不然热损会变大。