电感介绍
电感工作原理
电感工作原理电感是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电路中。
它的工作原理是基于电磁感应的原理，通过电流在线圈中产生的磁场来实现电感的功能。
本文将从电感的基本原理、种类、应用、特点和选型几个方面来详细介绍电感的工作原理。
一、电感的基本原理1.1 电感的定义：电感是指电流通过导体时所产生的磁场和导体中的磁通量之间的关系。
1.2 电感的公式：电感的大小与线圈的匝数、线圈的形状、导体的长度和材料等因素有关，其公式为L = N^2 * μ * A / l，其中L为电感值，N为匝数，μ为磁导率，A为横截面积，l为长度。
1.3 电感的作用：电感在电路中主要起到储能、滤波、隔直、变压等作用，常用于LC振荡电路、滤波电路、变压器等电路中。
二、电感的种类2.1 固定电感：固定电感是指电感值固定的电感元件，常见的有铁氧体电感、空心线圈电感等。
2.2 可调电感：可调电感是指可以调节电感值的电感元件，常见的有可调铁氧体电感、可变电感等。
2.3 互感器：互感器是一种特殊的电感元件，用于传递电能或者信号，常用于变压器、耦合器等电路中。
三、电感的应用3.1 LC振荡电路：电感与电容并联组成的LC振荡电路可以产生正弦波振荡信号，常用于射频发射、接收电路中。
3.2 滤波电路：电感与电容串联组成的滤波电路可以滤除特定频率的信号，常用于直流电源的滤波。
3.3 变压器：电感与另一电感或者电容串联组成的变压器可以实现电压的升降变换，常用于电源适配器、变频器等电路中。
四、电感的特点4.1 阻抗性：电感对交流电有阻抗，阻抗大小与频率有关，随着频率增加，电感的阻抗也增加。
4.2 能量储存：电感可以储存电能，当电流通过电感时，电感中会储存一定的能量。
4.3 抗直流：电感对直流电有阻抗，可以阻挠直流电通过，实现隔直的作用。
五、电感的选型5.1 电感值：根据电路需求选择合适的电感值，通常通过计算或者实验确定。
5.2 电感材料：根据电路工作环境选择合适的电感材料，常见的有铁氧体、铜线等。
电感、电容功能介绍
电感、电容功能介绍电感和电容是电路中常见的两种被动元件，其功能和作用各有不同。
本文将分别介绍电感和电容的功能。
一、电感的功能介绍1. 储能和释能功能：电感是一种具有储能功能的元件。
当电流通过电感时，电感会将电能储存起来，并在电流变化或断开时释放出来。
这种储能和释能的特性使得电感在许多电子设备中被广泛应用。
2. 滤波功能：电感在电路中可以起到滤波的作用。
由于电感对交流电有阻抗，而对直流电则几乎没有阻抗，因此可以利用电感来滤除电路中的高频噪声信号，使得输出信号更加纯净。
3. 电感耦合功能：电感之间可以通过磁耦合的方式进行能量传递。
当一个电感中的电流发生变化时，会在另一个电感中感应出电动势，从而实现能量传递。
这种电感之间的耦合可以用于实现信号传输、功率传输等功能。
4. 抑制电流突变功能：电感对电流的变化有一定的阻碍作用，可以平滑电流的变化过程，抑制电流突变。
这在电路中可以起到保护其他元件的作用，避免因电流突变而损坏电路。
二、电容的功能介绍1. 储能和释能功能：电容是一种具有储能功能的元件。
当电压施加在电容上时，电容会储存电能，并在需要时释放出来。
这种储能和释能的特性使得电容在许多电子设备中被广泛应用。
2. 滤波功能：电容在电路中可以起到滤波的作用。
由于电容对直流电有阻抗，而对交流电则几乎没有阻抗，因此可以利用电容来滤除电路中的低频噪声信号，使得输出信号更加纯净。
3. 耦合功能：电容可以实现电路之间的能量耦合。
当一个电容上的电压发生变化时，会在另一个电容上感应出电荷的变化，从而实现能量传递。
这种电容之间的耦合可以用于实现信号传输、功率传输等功能。
4. 直流隔离功能：电容对直流电有阻抗，在电路中可以起到隔离直流信号的作用。
当需要将交流信号和直流信号分离时，可以使用电容来实现直流隔离。
电感和电容在电路中具有不同的功能。
电感主要用于储能和释能、滤波、耦合和抑制电流突变等方面，而电容主要用于储能和释能、滤波、耦合和直流隔离等方面。
电感在电路中的作用
电感在电路中的作用电感在电路中的作用电感是电路中的一种元件，它能够储存电能，并能够控制电流的大小和方向。
在电路中，电感起着极其重要的作用，它运用广泛，从电子设备到电力系统，都有电感的身影。
接下来，本文将为大家介绍电感在电路中的作用。
一、电感的定义及种类电感是一种通过磁场产生电势差的电路元件。
当电流通过电感时，会在电感周围产生磁场，磁场变化会导致电势差的产生，这种现象被称为自感或互感。
按照电感的结构形式，可以将其分为线圈电感和铁芯电感。
线圈电感是指只有线圈的电感，它的线圈通常有密绕线圈和松绕线圈两种。
铁芯电感则是线圈将磁芯焊接在一起所形成的电感，它的磁芯有铁芯和铁氧体两种。
二、电感的作用1. 电感在滤波电路中的作用在电子设备中，电感经常被用于滤波电路中。
由于电感具有贮能的特性，它能够将电流呈现出滞后性，从而过滤掉高频信号，将它们从电路中排除出去，达到滤波的目的。
因此，电感常常用于供电电路的降噪，即抑制电路中不必要的高频噪声信号。
2. 电感在变压器中的作用变压器是一种利用自感和互感原理来降低或提高电压的电路元件。
在变压器中，电感发挥了重要的作用。
变压器由一个或多个线圈和铁芯组成，其中，线圈引入交流电流，产生变化的磁场通过铁芯感应到另一个或多个线圈中，从而实现电压的升高或降低。
3. 电感在传输信号中的作用在通信系统中，电感也起到了重要的作用。
传统的电话是用电感传输信号的，电话机接听时，手柄上的麦克风将人的声音转化成电信号，经过电路传输到对方电话机，对方电话机中的电磁铁产生磁场，将电信号转化为声音。
同时，电话机也用电感完成了不同路线的分配及不同设备之间的隔离。
4. 电感在电源电路中的作用在电源电路中，电感也有重要的作用。
当电路中存在非常快速的变化时，电感能够防止电压变化太快，导致电源电路出现问题。
电感能够保持电流较稳定，让电源电压尽可能且缓慢的变化，有效保护设备，降低电磁干扰的发生。
三、电感的主要优势1. 电感能够降噪在电子设备中，电感能够滤除高频信号，降低电路中的噪声。
电感和感抗的关系
电感和感抗的关系电感和感抗是电学中非常重要的概念，它们在电路中起着至关重要的作用。
本文将从以下几个方面详细介绍电感和感抗的关系。
一、电感的定义电感是指导体内部存在磁场时，该导体对磁场所产生的自感现象。
一般来说，当一个闭合线圈中通过一定大小和方向的电流时，它会产生一个磁场。
这个磁场可以通过另一个线圈中的自感现象来检测出来。
这种自感现象就是电感。
二、电感的计算公式根据法拉第定律，当一个变化率为ΔI/Δt的电流通过一个线圈时，它会在该线圈上产生一个与该变化率成正比而与线圈匝数成正比的自感系数L。
因此，我们可以用以下公式来计算电感：L = Φ/I其中，Φ表示线圈内部磁通量，I表示通过线圈的电流。
三、感抗的定义当交流信号经过一个元件时，如果该元件对信号产生了相位差，则称其具有阻抗。
阻抗可以分为纯阻抗和复阻抗两种类型。
其中复阻抗又可分为纯电阻抗、纯电感抗和纯电容抗。
而感抗就是指元件对交流信号产生相位差的能力。
四、感抗的计算公式对于一个线圈来说，它的感抗可以用以下公式来计算：X_L = 2πfL其中，f表示交流信号的频率，L表示线圈的自感系数。
五、电感与感抗的关系由以上内容可知，电感和感抗都与线圈中的自感现象有关。
因此，它们之间存在着密切的关系。
具体来说，当一个交流信号通过一个线圈时，该线圈会产生一个磁场，从而产生一定大小和方向的自感现象。
这个自感现象就是电感。
同时，由于线圈中存在着自感现象，因此它会对交流信号产生相位差，从而具有一定大小和方向的阻抗。
这个阻抗就是感抗。
综上所述，电感和感抗在电路中都起着非常重要的作用。
它们之间存在着密切的关系，并且都与线圈中的自感现象有关。
因此，在设计电路时需要充分考虑到它们之间的相互作用，并且根据实际情况进行合理的选择和配置。
电感的功能
电感的功能
电感是一种常用的电子元件，具有多种功能和应用。
以下是电感的功能的一些简要介绍：
1. 储能功能：电感能够储存电能并在需要时释放出来。
当通电时，电感会储存电能并产生一个磁场，当电流突然中断时，电感会释放储存的能量，维持电流的稳定性。
2. 抑制电流突变功能：电感能够抑制电流突变，保护电路免受突然的电流冲击。
电感的自感感抗性使其阻碍电流的变化，减少电流的突变。
3. 滤波功能：电感可以用于电子电路中的滤波器，通过对特定频率的电信号的阻碍或通过，来实现滤波的功能。
高频信号会在电感中产生更大的阻力，从而被滤除。
4. 变压器功能：电感也可以用于变压器中，通过改变电流的大小和方向，实现从一个电压到另一个电压的转换。
5. 抑制电源干扰功能：电感可以通过滤除电源中的高频噪声来抑制电源干扰。
它可以将电源中的高频杂波滤除，只传递所需的电源信号。
6. 电子调谐功能：电感与电容器结合形成电路的谐振频率，用于调谐特定电子设备，如电视和收音机等。
7. 传感功能：电感在许多传感器和电感式开关中得到应用，可
以用于检测和测量物理量，如位置、速度、流量、温度等。
总之，电感具有多种功能和应用，从储能、抑制电流突变到滤波、变压器、抑制电源干扰、电子调谐和传感等多个方面，电感在电子领域发挥着重要的作用。
电路中的电感与自感
电感和自感是电路中非常重要的两个概念，它们在电路中发挥着重要的作用。
本文将从定义、原理及应用等方面对电感和自感进行详细介绍。
首先，我们来了解电感的概念。
电感是指当电流在电路中发生变化时，会产生的一种电磁感应现象。
也就是说，电感是指电流变化所引起的电压变化。
根据法拉第电磁感应定律，当电流变化时，磁场的变化会引起电压的变化，这个电压的大小与电流的变化率成正比。
电感的单位是亨利（Henry），简称H。
电感是电路中不可或缺的一个元件，它可以储存和释放电场能量，保持电流的连续性，调节信号的频率等。
接下来，我们来看一下自感。
自感是指电流通过线圈时，线圈本身在电路中产生的电磁感应现象。
也就是说，自感是指线圈中的电流变化导致的电压变化。
自感的大小与线圈匝数的平方成正比，与线圈的几何形状、材料等因素有关。
自感的单位也是亨利（Henry），与电感的单位相同。
自感在电路中起到了控制电流大小的作用，同时也会导致电感的能量损耗。
电感和自感在电路中起到了很重要的作用。
首先，电感可以储存电场能量，并在电流变化时释放能量。
这样可以保持电流的连续性，防止电流突变。
其次，电感可以调节电路中的信号频率。
在交流电路中，电感和电容可以组成振荡器，产生稳定的振荡信号。
另外，电感还可以用来滤波，将某些频率的信号滤掉，从而实现信号的清晰传递。
此外，电感还可以用来产生变压器，在电源和负载之间进行功率的传输和调节。
自感也在很多电路中用到。
在直流电路中，自感会阻碍电流的变化，而在交流电路中，自感会导致电压和电流的相位差。
这些特性被广泛应用于电感元件的设计和使用中。
总之，电感和自感作为电路中非常重要的元件，它们在电子产品中起到了至关重要的作用。
电感可以储存和释放电场能量，调节信号频率，滤波等，而自感可以阻碍电流变化，导致电压和电流的相位差等。
理解和掌握电感和自感的原理和应用对于电路设计和维护都是非常重要的。
随着电子科技的不断发展，电感和自感的应用领域也将更加广泛。
什么是电感如何计算电感
什么是电感如何计算电感电感是电学中的一个重要概念，它指的是导体中的电流随时间发生变化时，所产生的自感电动势。
简单来说，电感是电流对磁场的感应作用，它是电磁感应的一种体现。
电感的计算可以通过以下公式来进行：L = (μ₀μᵣN²A)/l其中，L代表电感，μ₀代表真空中的磁导率，μᵣ代表材料的相对磁导率，N代表匝数，A代表线圈的截面积，l代表线圈的长度。
在实际应用中，电感常常以亨利（H）作为单位。
为了更好地理解电感的概念和计算方法，下面将对电感的基本原理和计算方法进行更详细的介绍。
一、电感的基本原理电感是由电流通过导体所产生的磁场引起的。
当导体中的电流随时间发生变化时，磁场也会随之变化。
这种变化的磁场会导致导体中产生自感电动势，即电感。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量Φ发生变化时，就会在回路中产生感应电动势。
而电感实际上就是这种感应电动势的一种体现。
二、电感的计算方法根据上述公式，电感的计算与线圈本身的特性有关。
以下将介绍一些常用的电感计算方法。
1. 空心线圈的计算对于空心线圈，其计算公式为：L = μ₀μᵣ(N²A - N₁²A₁)/l其中，N、A、l的含义与上述相同，N₁和A₁分别代表内部导体的匝数和截面积。
2. 球形线圈的计算对于球形线圈，其计算公式为：L = (μ₀μᵣN²r)/6其中，r代表球的半径。
3. 扁平线圈的计算对于扁平线圈，其计算公式为：L = (4μ₀μᵣN²a²b)/(π(d-t))其中，a和b代表线圈的长和宽，d代表线圈的直径，t代表线圈的厚度。
通过以上的计算方法，可以得出电感的具体数值。
在实际应用中，可以根据具体的电路要求来选择电感器件，并通过计算来确定所需要的电感数值。
总结：电感是电学中的重要概念，它是电流对磁场的感应作用。
电感的计算可以通过公式L = (μ₀μᵣN²A)/l进行，其中包括了线圈的匝数、截面积和长度等参数。
电感器工作原理
电感器工作原理电感器是一种用于测量电感的电子元件，它在电路中起到了重要的作用。
本文将介绍电感器的工作原理，并探讨其在电路中的应用。
一、电感器的基本原理电感器是由线圈组成的，线圈中的导线将电流绕过，并产生一个磁场。
当通过线圈的电流变化时，磁场也会随之变化。
这个变化的磁场会产生电磁感应，从而引起线圈中的电势差。
二、电感器的特性1. 自感电感：当电流改变时，线圈内产生的自感电动势会阻碍电流的变化。
2. 相互感电感：如果在一个线圈旁边放置另一个线圈，当通过其中一个线圈的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势。
三、电感器的应用1. 滤波器：电感器可以用作电路中的滤波器，通过选择合适的电感值，可以滤除电路中的高频噪声。
2. 变压器：电感器可以作为变压器的一部分，用于将电路中的电压变换为所需的电压。
3. 谐振电路：电感器与电容器组合可以形成谐振电路，用于产生稳定的振荡信号。
4. 传感器：电感器可以用来测量磁场，例如在金属探测器中使用电感器来检测金属物体的存在。
四、电感器的选择与使用注意事项1. 根据电路要求选择合适的电感值。
2. 在使用电感器时，需要注意电感器的电流和电压的额定值，以避免损坏电感器。
3. 涉及到电感器的电路设计时，需要考虑电感器对电路稳定性和响应时间的影响。
总结：电感器是一种重要的电子元件，它基于电流变化产生的磁场和电磁感应原理工作。
电感器广泛应用于滤波器、变压器、谐振电路和传感器等领域。
在选择和使用电感器时，需要考虑电路要求、额定值和对电路性能的影响等因素。
通过合理的选择和使用电感器，可以提高电路的性能和稳定性。
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磁性電感元件分類 — 軟磁鐵芯
磁性電感元件分類 — 軟磁鐵芯
磁性電感元件分類 — 開磁路與閉磁路
繞線電感
積層晶片電感
繞線 磁束迴路 Æ EMI
磁性電感元件分類 — MLCI
• Multilayer Chip Inductor
• CL0402, 0603, 0805 1206, 1210
• Multilayer Ceramic Chip Inductor
電感元件電特性需求 — Q vs. 頻率
Q
Inductance
160 140 120 100 80 60 40 20
0 1000000
10000000
Q Ls
100000000
1.50E-06 1.00E-06 5.00E-07 0.00E+00 -5.00E-07 -1.00E-06 -1.50E-06 1000000000
電感元件與展望
劉 研發中心 奇力新電子股份有限公司
大綱
1. 電感元件原理 2. 磁性鐵電(Ferrite)材料 3. 磁性電感元件分類 4. 電感元件規格 5. 電感元件發展趨勢
1. 電感元件原理
電感元件原理
• 電感為儲能元件，以磁場形式儲存能量 • 空心線圈內插入鐵磁性材料(Ferrite)
• SCDS, SCD, SDT, SSL, NL, ……
3. 訊號型繞線電感 (HF Wire Wound Inductor)
• LCN0402, 0603, 1008, …, Air-Coil
4. 積層晶片型電感 (Multilayer Chip Inductor, CL) 5. 積層晶片型高頻電感 (High Frequency Ceramic Chip Inductor)
• CLH0402, 0603, 0805
6. 積層晶片型磁珠 (Multilayer Chip Bead) 7. 積層晶片型排感 (Multilayer Bead Array)
• 0805, 1206
8. 共模濾波器 (Chip Common Mode Filter, CMF)) • 積層型 & 繞線型
Æ 線圈內部磁場會大為增加列如： 插入μ值=100 Æ 電感量(Inductance)會增加100倍 放入μ值10000 Æ 電感量會增加10000倍
L = μ x Lo, 插入 Ferrite, μ
電感元件原理 — 電感值計算
L = 4πμn2 A (nH) l
n:纏繞之圈數 A:磁蕊之截面積 l:磁路之長度 μ:材料導磁率
磁性鐵電(Ferrite)材料 — 居里溫度
積層晶片型電感全系列無鉛粉材
800
700
◆ Pb-free.μ800
600
500
400
◆ Pb-free.μ400
300
200
◆ Pb-free.μ200 ◆ Pb-free.μ160
100
◆ Pb-free.μ45
0 ◆ Pb-free.μ15
◆ Pb-free.μ120
5. 電感元件發展趨勢
電感元件 — 發展趨勢
耐大電流
40A
10A
模組化
Common Mode Filter
1A
LC Filter
0603
0402
小型化
0201
200mT 4x2.8mm
300mT
3x1.6mm
450mT
高飽和磁束
4x0.6mm
薄型化
繞線電感 — 新產品系列
Properties Items SCMD4D06 SCMD4D08 SCMD4D11 SCMD4D13 SCMD5D11 SCMD5D13 SCDS5D18 SCDS5D28 SCDS6D28 SCDS6D38
Q
20~50 20~40
繞線電感 — 新產品系列
Properties Items SCDS2D11 SCDS2D18LD SCDS2D18HP SCD03015 SCD03021 D52 D53 D62 SCD0501 SCD0502 SCD0503
L (µ H) 1.5~10 2.2~47 1.7~15 2.2~1500 1.0~1000 1.2~100 1.0~100 1.0~47 1.0~1000 1.0~1000 1.0~1000
L (µ H) 2.2~47 3.3~100 2.2~47 3.3~150 3.3~100 3.3~150 4.1~100 2.5~100 3.0~199 3.3~100
Rdc
Isat
(µΩ)
(A)
0.116~2.843 180~950
0.160~3.304 210~1200
0.116~2.843 180~950
1.5
10
1
1
10
100
1000
FREQUENCY(MHZ)
電感元件電特性需求 — L vs. 頻率
L(uH)
1000 800 600 400 200 0
0.001
0.01
270 µH 180 µH 100 µH
56 µH
33 µH 10 µH
0.1
1
10
100
FREQUENCY(MHz)
1000
27 ±2%,5%
50
55
350
1600 0.13
1000 Red
Violet
Black
33 ±2%,5%
50
60
350
1600 0.14
1000
Orange
Orange
Black
電感元件電特性需求 — 品質因素, Q
ESR ESL
100 80 60 40 20 0
1
μi 180
Q = 1 / Tanδ = X / ESR,
12 ±10%
50
15 ±10%
50
50
500
4100 0.08
50
500
4100 0.15
50
500
4100 0.08
自我諧振
頻率, SRF 50
500
3300 0.09
50
500
2500 0.10
1000 Black
Yellow
Violet
重疊直流
1000 Black
Green
Blue
電流, Idc
0.160~5.362 180~1200
0.109~2.8 940~200
0.081~0.875 550~1900
0.057~1.2 360~1950
0.018~0.52 420~2600
0.024~0.535 540~3000
0.020~0.358 650~3500
Irms (A) 130~850 200~1160 350~1250 130~850 200~1160 350~1250
X = 2πf x ESL, ESR :等效串聯電阻
積層電感
μi 110
μi 50
10 MHz
100
Q
電感元件電特性需求 — 磁珠
• 只以阻抗頻譜, Z(Ω) vs. F, 為選用準則
Z=
R 2 + X 2 (Q = X/R)
高頻訊號用磁珠 低頻訊號用磁珠
奇立新 磁珠(BEAD)系列產品
品名
規格 用途
5.4 A
Sumida (-70%)
14 A
電感元件電特性需求 — Idc 量測
Ls (uH)
300
270 µH
250
200
180 µH
150
100
100 µH
56 µH
50
0
0
0.5
L=5H
C=20000µF
DUT
LCR Meter
1
1.5
2
IDC(A)
晶片積層電感 — 可靠度測試
測試項目
1. 蒸氣老化試驗 2. 耐銲性 3. 端電極拉力強度 4. 端電極推力 5. 冷熱衝擊 6. 高溫壽命測試 7. 高溼壽命測試 8. 抗彎板強度 9. 耐電流衝擊 10. 內部剝面
SB
一般寬頻
GB
一般寬頻
NBQ
數位高頻
PB
功率型
UPB
超高功率型
HFY(160808) 超高頻(GHz)
電流限制
50-500mA 100-1000mA
50-500mA 800-6000mA 4000-6000mA
50-500mA
SB , PB , NB 阻抗曲線
阻抗值 (Ω)
2000
1800
1600
• CLH0402, 0603, 0805
磁性電感元件分類 — 功率型繞線
STD
磁性電感元件分類 — 訊號型繞線
LCN/NLC
NL CMF
磁性電感元件分類 — 訊號型繞線
Inductance
4.7µH
Tolerance
±20%
Test Frequency 1MHz
Rated Current 650mA
Inductance (nH)
Test Frequency
(MHz)
Q Min
Test Frequency
(MHz)
SRF Min (MHz)
RDC Max (Ω)
IDC Max (mA)
COLOR CODING
1ST
2ND
3RD
4.7 ±10%
50
品質因素, 5.6 ±10%
50
Q
10 ±10%
50
2002/Q4 2003/Q1 2003/Q2 2003/Q3 2003/Q4