電感 --- 電容 - Delphi K.Top 討論區

發表時間：2012-11-10 18:32:47

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在電路中，當電流流過導體時，會產生電磁場，電磁場的大小除以電流的大小就是電感，電感的定義是
L = phi / i ,單位是韋伯電感是衡量線圈產生電磁感應能力的物理量。給一個線圈通入電流，線圈周圍就
會產生磁場，線圈就有磁通量通過。通入線圈的電流越大，磁場就越強，通過線圈的磁通量就越大。實
驗證明，通過線圈的磁通量和通入的電流是成正比，它們的比值叫做自感係數，也叫做電感。如果通過
線圈的磁通量用 φ 表示，電流用 I 表示，電感用 L 表示，那麼 L ＝ φ ／ I 電感的單位是亨（H），也常
用毫亨（mH）或微亨（uH）做單位。1H = 1000mH， 1H =1000000uH 。電感只能對非穩定電流起
作用，它的特點兩端電壓正比於通過他的電流的瞬時變化率（導數），比例係數就是它的 “自感” 。電感
起作用的原因是它在通過非穩恆電流時產生變化的磁場，而這個磁場又會反過來影響電流；任何一個導
體，只要它通過非穩定電流，就會產生變化的磁場，就會反過來影響電流，所以任何導體都會有自感現
象產生。在 PCB 上可以看到很多銅線纏繞的線圈，這個線圈就叫電感，電感主要分為磁心電感和空心
電感兩種，磁心電感電感量大常用在濾波電路，空心電感電感量較小，常用於高頻電路。電感的特性與
電容的特性正好相反，它具有阻止交流電通過而讓直流電順利通過的特性。電感的特性是通過直流、阻
礙交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感器在電路中經常和電容一起工作，構成 LC 濾波器、LC 振盪器
等。另外，人們還利用電感的特性，製造了抗流圈、變壓器、繼電器等。

基礎元器件裡面，電阻接觸的比較早，也比較貼近實際，所以比較好理解，電容因為經常用，所以也有些
概念，但對於電感，絕大多數人比較沒有概念，這樣就阻礙了對類比電路的深入理解，對於類比電路，尤
其是干擾方面，最大的干擾源往往是電感引起的，所以理解電感對於降低干擾，提高系統可靠性是有很大
的幫助。

電感與電容一樣，都是自身不消耗能量的儲能元件，從虛坐標上看，電阻屬於實部，那麼電感儲存磁場屬
於虛部的上半部，電容儲存電場屬於虛部的下半部，可以認為電感恰好是電容的反面，所以藉用電容的一
些參數來理解電感，理解起來比較容易些。

1、材料：

電容分為鋁電解電容、鉭電容、聚丙烯有機薄膜電容、瓷片電容、雲母電容。

電感分為矽鋼片電感、鐵粉芯電感、鐵矽鋁電感、錳鋅鐵氧體電感、鎳鋅鐵氧體電感。

適合頻率從低到高，不同場合要不同應用。功率電感跟高頻電感的材質是不同的，要區分。

2、特徵量：

電容量：表徵儲存電場的能力

電感量：表徵儲存磁場的能力

3、儲存極限：

電容耐電壓：表徵儲存電場電壓的最大值

電感耐電流：表徵儲存磁場電流的最大值

電感耐電流是大家經常忽略的，這個一般受兩個指標影響，一個是電感銅絲的內阻發熱量，屬於線損；
尤其有直流成分的時候，要特別留意這個參數，另外一個是電流導致的磁飽和最大值，所以要分辨情況
選擇，首先要計算發熱在承受範圍內，其次要磁場不能飽和，若飽和，電感就失效了。

電容大家往往關心耐電壓，這個等價於電感的耐電流磁飽和問題，實際上它的線損發熱，一般在大功率
switching 電源中要考慮，電解電容在大功率 switching 電源中因為不停的充放電，電容發熱，電解液乾
枯而失效，這個一般不使用在 switching 電源中；高頻焊接機，輸出部分用的電容是雲母電容，工作在
1MHz，電流有 600A，經常發熱把電容炸掉，所以對電容的損耗理解得相對深些！當然電容的損耗還有介
質損耗，比如在高頻機器裡，用 CBB 材料的相對雲母，損耗就很高，很容易壞，介質損耗反而是成了主
要的因素。

4、損耗：

電容線損和介質損耗：這個看工作場合，不同頻率下比例關係不同。

電感線損和磁滯損耗：這個看工作場合，不同頻率下比例關係不同。

5、寄生：

電容：根據材料技術不同，比如鋁電解電容，是採用繞製的，寄生電感量較大，頻率不高

電感：根據材料技術不同，比如高頻下繞線與繞線之間的電容效應，寄生電容較大，頻率上不去。

6、輻射干擾：

電容：電場約束在金屬片兩極之間，輻射能力差，一些場合用電容代替電感做升壓或降壓電源。

電感：功率電感，磁場耦合性較強，在磁密封不嚴的時候，容易干擾外部，並且磁場的激勵源是電流，
容易導致干擾。

7、變壓器：

電容不同於電感的一個很大的地方，就是沒有常用的變壓器，這個並不是電容不能做，而是電容相對於
電感來說，做成的變壓器，功率低，體積大，不實用。

變壓器實際上也不復雜，只是大家一般不會等效，任何變壓器都可以等效為一個理想變壓器，初級並聯
初級的電感，次級串聯次級的電感即可，之後按電感的基本邏輯分析即可。

8、標準化：

電感最難的地方，上面說過是為了獲取最大電流，這個也就是磁飽和值，至於如何獲取，通過電感表和
一個軟件工具來實現即可；電感，尤其是大一些功率的，或者變壓器，一般都沒有標準品，這個不如電
容，往往需要根據實際情況訂製，所以讓大家覺得很難，所謂訂製，無非就是功率，損耗發熱和磁飽和
的考慮平衡。

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if8051 重新編輯於 2012-11-10 03:39:42，註解無‧