什么是電感器？它的工作原理是什么？

通直流，阻交流；通低頻，隔高頻。掌握這12字箴言，電感的作用你就基本了解了。

電感器一般由骨架、繞組（卷線）、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成，當屬磁芯和卷線是電感的靈魂。

從物理學角度看，磁芯內部微觀上包含很多的磁疇（Magnetic Domain），它可以理解為非常小的磁鐵，每一個小小的磁疇都會產生一定的磁場。在磁芯未曾被磁化時（即無電流通過時），由于內部磁疇的排列方向雜亂無章，磁疇產生的磁場相互抵消，因此整個磁芯對外不顯磁性，如下圖所示：

當我們對纏繞在磁芯體的線圈施加電流時，線圈將會產生一定的磁場強度 H（也稱為磁化場）磁場強度與電流的大小成正比關系，如下圖所示：

注意：電路中這里對線圈施加的是恒流源，而不是電壓源。

這個磁化場 H 將對磁芯中的每一個磁疇施加一個磁力矩，使這些磁疇在宏觀上轉向磁場方向排列起來，這樣磁芯整體會對外顯磁性，如下圖所示：

在這個過程中可以認為：磁疇在磁化場的作用下做功，也就是將磁場能轉化為磁力矩保存起來，而表現的形式就是磁場強度B。

在外部磁化場撤消的瞬間，磁芯本身對外是有磁場的，但很快磁疇因本身的方向恢復而釋放磁力矩，在這個過程中，磁芯對外的磁場將從大到小變化，如果磁芯周圍有線圈的話，就會由于磁通量變化而在線圈中產生感應電動勢（線圈切割磁力線）如果線圈有閉合回路的話，就會產生回路電流，如下圖所示：

此時磁芯內部的磁疇如下圖所示：

這樣就有下敘所述的能量轉換：

正是有了這樣的能量轉換，電感在電路中的作用才發揮的淋漓盡致：

• 積蓄能量：線圈內流動的電流產生磁場，該磁場再產生電流，通過這種方式，線圈可將電能積蓄為磁能。這是通過線圈的電感性實現的。
• 整理信號：除去干擾信號，只讓需要的信號通過。根據信號頻率大小的不同，線圈發揮的作用也不同。

電感積蓄能量的作用，主要在DC-DC電源場合，利用的就是“流經電感的電流無法突變”這個特性，以常見的升壓BOOST電路為例。

升壓BOOST電路主要是由電感，開關器件，和一個整流器件組成。當開關器件S導通，電源就會通過電感產生電流，此時由于電感電流不能突變，電感上的電流會有一個逐漸增加的過程。開關器件斷開時，由于電感的電流不能突變，電流通過右側的整流器件尋找回路，方向為從電源，經過電感和整流器件，給輸出電容充電。輸出電壓可以看做是電源和電感上的電壓的疊加。

另外常見的降壓電路和升-降壓電路的原理是一樣的，不過是電感、開關器件和整流器件在電路中的位置不一樣罷了。

從電抗器的角度來說說電感整理信號的作用，電感的阻抗是正比于通過的頻率的，頻率越高，阻抗就越高。

如果把電感串聯在一個直流電的供電電路中，由于主要成分是直流電，電感對于直流電幾乎沒有阻礙，直流電可以很方便的通過，但是電源的紋波一類的就無法正常通過，此時電感就能起到電源濾波的作用。

在另一種場合，電感可以做電抗器限流元件，比如交流電動機，可以串聯電抗器進行減速，舊式風扇調速器使用的就是電感。

由于電抗器頻率越高阻抗越高的特性，還可以很容易的制作成濾波器電路，可以配合電阻組成RL濾波器，也可以配合電容組成LC濾波器。當電感串聯在信號回路中，電阻或電容并聯在信號回路中，此時就是一個低通濾波器，低頻信號容易通過，高頻信號不容易通過。當電感并聯在信號回路中，電阻或電容串聯在信號回路中，此時就是一個高通濾波器，高頻信號容易通過，低頻信號不容易通過。

需要注意的是，如果使用LC濾波器，由于LC電路存在一個諧振頻率，所以不管高通還是低通濾波器，LC濾波器會讓這個諧振頻率的信號無阻礙的通過甚至能放大這個信號，設計電路時要盡量避開這個諧振頻率點。

不論電感的積蓄能量的作用，還是整理信號的作用，想要掌握的好，最終都要回歸到電路設計中。

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