电感表征电路元件的特性，以积累磁场能量。它也是电流和磁场之间关系的量度。它也与电的惯性进行比较——就像质量与机械物体的惯性一样。
内容
自感现象
如果流过导电电路的电流大小发生变化，就会发生自感现象。在这种情况下，通过电路的磁通量发生变化，并且在电流回路的端子处出现电动势，称为自感电动势。该电动势与电流方向相反，等于：
ε=-ΔF/Δt=-L*(ΔI/Δt)
显然，自感电动势等于流过电路的电流变化引起的磁通量变化率，也与电流变化率成正比。自感电动势与电流变化率之间的比例系数称为电感，用 L 表示。该值始终为正，SI 单位为 1 亨利 (1 H)。分数也被使用——毫亨和微亨。如果电流变化 1 安培会导致 1 伏的自感应 EMF，我们可以谈论 1 亨利的电感。电路不仅有电感，还有单独的导体，还有线圈，可以表示为一组串联电路。
电感储存能量，可计算为W=L*I2/2，其中：
- W——能量，J；
- L——电感，H；
- I 是线圈中的电流，A。
这里的能量与线圈的电感成正比。
重要的！ 在工程中，电感也是一种存储电场的器件。最接近这种定义的实际元件是电感器。
计算物理线圈电感的通用公式形式复杂，不方便实际计算。记住电感与匝数、线圈直径成正比并取决于几何形状是很有用的。此外，电感受到绕组所在铁芯的磁导率的影响，但流经匝的电流不受影响。计算电感，每次都需要参考以上公式进行具体设计。因此，对于圆柱形线圈，其主要特性由以下公式计算：
L=μ*μ*(N2*S/l),
在哪里：
- μ为线圈铁芯的相对磁导率；
- μ – 磁常数，1.26*10-6 H/m；
- N是匝数；
- S为线圈的面积；
- l 是线圈的几何长度。
要计算圆柱形线圈和其他形状线圈的电感，最好使用计算器程序，包括在线计算器。
电感器的串并联
电感可以串联或并联，得到具有新特性的集合。
并联
当线圈并联时，所有元件上的电压相等，电流（变量) 与元件的电感成反比分布。
- U=U1=U2=U3;
- 我=我1+我2+我3.
电路的总电感定义为1/L=1/L1+1/升2+1/升3.该公式适用于任意数量的元素，对于两个线圈，它简化为 L=L 的形式1*L2/(L1+L2）。显然，得到的电感小于具有最小值的元件的电感。
串行连接
使用这种连接方式，相同的电流流过由线圈组成的电路，电路每个元件上的电压（可变！）与每个元件的电感成比例分布：
- U=U1+U2+U3;
- 我=我1=我2=我3.
总电感等于所有电感之和，并且会大于值最大的元件的电感。因此，如果需要增加电感，则使用这种连接。
重要的！ 在串联或并联电池中连接线圈时，计算公式仅适用于排除元件磁场相互影响的情况（屏蔽、长距离等）。如果存在影响，则电感的总值将取决于线圈的相对位置。
电感器的一些实际问题和设计
在实践中，使用了各种电感器设计。根据用途和应用领域的不同，设备可以采用多种方式制造，但必须考虑到实际线圈中出现的影响。
电感品质因数
一个真正的线圈，除了电感之外，还有几个参数，其中最重要的参数之一就是品质因数。该值决定了线圈中的损耗，并取决于：
- 绕组线的欧姆损耗（电阻越大，品质因数越低）；
- 电线绝缘层和绕组架的介电损耗；
- 屏幕丢失；
- 铁芯损耗。
所有这些量都决定了损耗电阻，品质因数是等于 Q=ωL/Rlosses 的无量纲值，其中：
- ω = 2*π*F - 圆频率；
- L——电感；
- ωL 是线圈的电抗。
我们可以近似地说，品质因数等于无功（感性）电阻与有功电阻之比。一方面，随着频率的增加，分子增加，但同时由于趋肤效应，损耗电阻也因导线有用截面的减小而增加。
画面效果
为了减少异物的影响，以及电场和磁场以及通过这些场的元素之间的相互影响，通常在屏幕中放置线圈（尤其是高频线圈）。除了有益效果外，屏蔽还会导致线圈品质因数的降低、电感的降低和寄生电容的增加。此外，屏蔽墙离线圈的匝数越近，有害影响越大。因此，屏蔽线圈几乎总是带有调整参数的可能性。
微调电感
在某些情况下，需要在将线圈连接到其他电路元件后，在现场准确设置电感值，以补偿调谐过程中的参数偏差。为此，使用了不同的方法（切换匝的抽头等），但最准确和最平滑的方法是在核心的帮助下进行调整。它采用螺纹杆的形式制成，可以在框架内旋入和旋出，调节线圈的电感。
可变电感（变差计）
如果需要快速调整电感或电感耦合，则使用不同设计的线圈。它们包含两个绕组 - 可移动和固定。总电感等于两个线圈的电感和它们之间的互感之和。
通过改变一个线圈与另一个线圈的相对位置，可以调整电感的总值。这种设备称为变差计，通常用于通信设备中，以在由于某种原因无法使用可变电容器的情况下调整谐振电路。变差计的设计相当庞大，这限制了它的范围。
印刷螺旋形式的电感
电感小的线圈可以做成螺旋形的印刷导体。这种设计的优点是：
- 生产的可制造性；
- 参数重复性高。
缺点包括在调整过程中无法进行微调以及难以获得大的电感值——电感越高，线圈在板上占用的空间就越大。
分段绕线器
没有电容的电感只是纸上谈兵。对于线圈的任何物理实现，都会立即产生寄生匝间电容。这在很多情况下都是有害的。寄生电容增加了 LC 电路的电容，降低了谐振频率和振荡系统的品质因数。此外，线圈有自己的谐振频率，这会引起不良现象。
有多种方法可以降低寄生电容，其中最简单的方法是采用几个串联部分形式的绕组电感。有了这种包含，电感加起来，总电容减小。
环形磁芯上的电感器
圆柱形电感器的磁场线通过绕组内部（如果有磁芯，则通过它）并通过空气从外部闭合。这一事实带来了几个缺点：
- 电感降低；
- 线圈的特性不太适合计算；
- 任何带入外部磁场的物体都会改变线圈的参数（电感、寄生电容、损耗等），因此在很多情况下都需要屏蔽。
缠绕在环形铁芯上的线圈（以环形或甜甜圈的形式）在很大程度上没有这些缺点。磁力线以闭环的形式在核心内部通过。这意味着外部物体实际上对缠绕在这种磁芯上的线圈的参数没有影响，并且这种设计不需要屏蔽。在其他条件相同的情况下，电感也会增加，并且特性更容易计算。
绕在环面上的线圈的缺点包括不能在现场平滑调整电感。另一个问题是绕组的劳动强度大，可制造性低。然而，这通常或多或少地适用于所有电感元件。
此外，电感的物理实现的一个共同缺点是重量和尺寸大、可靠性相对低和可维护性低。
因此，在技术上，他们试图摆脱感应元件。但这并不总是可行的，因此在可预见的未来和中期都将使用绕组组件。
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