電感 --- 電容

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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 。