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一、電感的單位

從上一篇可知，電感反映的是一種器件對抗電流變化的能力。這種“對抗”體現(xiàn)在電感上產(chǎn)生了感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢（也叫：反向電動勢，Back EMF）。

電感的單位是Henry，符號是L。L=1 Henry的定義是：電流以每秒鐘1安培的節(jié)奏變化（1A/s），如果在電感上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的電壓是1V，這種電感就是1 Henry。

在無線電和通信設(shè)備中，常見的電感單位是nH（納亨），應(yīng)對MHz級別的電流變化；在電源和供電設(shè)備中，常見的電感單位是μH（uH，微亨），應(yīng)對KHz級別的電流變化；在音頻設(shè)備中，常見的電感單位是mH（豪亨），應(yīng)對數(shù)百Hz～2KHz級別的電流變化。

電感在對抗電流變化的過程中，伴隨著電能和磁能的轉(zhuǎn)化，電感的容量越大，所能轉(zhuǎn)化和儲存的能量也越大。

二、電感上的電壓、電流變化

我們來看一下電感上的電壓和電流的關(guān)系公式：V=-L*di/dt

該公式反映了電感上感應(yīng)電動勢的電壓大小和電流變化快慢有關(guān)。

在L恒定的情況下，電流變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢電壓越高。特別是在電路開關(guān)斷開或閉合的時(shí)候，電流的瞬間變化，可以使得在電路開關(guān)的地方出現(xiàn)火花（把空氣擊穿才能產(chǎn)生火花，至少是上萬伏的電壓，瞬間電壓很高，持續(xù)時(shí)間短，但能量不一定大）。

我們構(gòu)建一個(gè)電感、電阻、電源（周期性方波）組成的電路，如下所示：

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每個(gè)器件上都并聯(lián)了電壓表，便于查看波形。特別的，通過電阻上的電壓，可以推測整個(gè)電路上的電流（歐姆定律）。電源采用的是Max 10V，Min 0V，100Hz的周期性方波。

我們來看一下電感上電壓、電流波形變化：

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其中，綠色波形表示電源電壓變化；黃色波形表示電感電壓變化；藍(lán)色波形表示電阻電壓變化，也反映了整個(gè)電路上的電流變化。

當(dāng)電源從0V->10V變化時(shí)，電感的電壓產(chǎn)生一個(gè)正脈沖（電壓突變），這個(gè)脈沖極性與電源電壓極性相反。由于電感電壓削弱了電源電壓的影響，所以電流沒有突然變大，整個(gè)電路的電流從0A開始，逐漸上升（電流不能突變），直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

當(dāng)電源從10V->0V變化時(shí)，電感的電壓產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖（電壓突變），這個(gè)脈沖極性與電源電壓極性相同。由于電感電壓延續(xù)了電源電壓的影響，所以電流沒有突然變小，整個(gè)電路的電流從1A（10V/10Ω）開始，逐漸下降（電流不能突變），直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

這和我們上一篇說的，電感是電磁學(xué)領(lǐng)域中的慣性器件是一致的，它不喜歡電流發(fā)生改變，總是利用自己的能量維持電流原本的狀態(tài)。

注意，這個(gè)電路里面特意沒有放置開關(guān)器件，即使電源電壓最小是0V的時(shí)候，整個(gè)電路也是導(dǎo)通的。但如果放一個(gè)開關(guān)在電路里，開關(guān)斷開的情況和電源是0V的情況表現(xiàn)是不一樣的，我們后續(xù)再分析。你可以想象一下，電感作為電流的慣性器件，如果電路突然斷開，電流沒有回路，會發(fā)生什么？

三、電感的時(shí)間常數(shù)

LR電路中，應(yīng)對外部激勵(lì)（直流）變化，電感的電壓和電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)需要一定的過程，其波形符合指數(shù)變化：

圖3-電感的電壓和電流變化曲線（直流激勵(lì)下）

時(shí)間常數(shù)τ=L/R。經(jīng)歷5個(gè)τ后，電感的電壓和電流趨于穩(wěn)定，特別對于直流來說，此時(shí)電感相當(dāng)于短路，電流達(dá)到最大Imax=V/R。

圖4-電感儲存的能量（V*I的積分）

在達(dá)到穩(wěn)態(tài)的過程中，電感也在儲存能量（將電能轉(zhuǎn)化為磁能，對應(yīng)上述激勵(lì)電源從0V->10V變化的情況）或者釋放能量（將磁能轉(zhuǎn)化為電能，對應(yīng)上述激勵(lì)電源從10V->0V變化的情況）。所以該常數(shù)也稱為充放電時(shí)間常數(shù)。

四、電感的阻抗——感抗

與電容一樣，衡量不同頻率激勵(lì)下的電感表現(xiàn)需要用到阻抗，特別的，對于純電感電路，阻抗就是感抗。

計(jì)算電感感抗的公式是X=2π*f*L。頻率越高，感抗越大。

譬如，我們將圖2中的電源激勵(lì)，從100Hz增大到1KHz，會發(fā)生什么？

圖5-電感感抗隨頻率的變化

在這個(gè)電路中，隨著頻率的升高，意味著電感阻抗變大了，于是電感上可以分配到更多的電壓，而電阻上分配的電壓變少了。從另一個(gè)角度來說，如果電阻是負(fù)載，這難道不是一個(gè)降壓電路嗎？

五、電感與電容對比（公式篇）

我們來列舉一下電感和電容的對比，幫助大家記憶：