感抗:电感的「电阻」

电阻对直流和交流「一视同仁」(阻值不变),但电感的阻抗随频率变化:

Xₗ = 2πfL

其中:Xₗ = 感抗(Ω),f = 频率(Hz),L = 电感值(H)

频率越高,感抗越大 → 电感通低频、阻高频。所以电感用来做:

  • 电源滤波:串一个电感,高频噪声被滤掉(和电容配合,形成 LC 滤波)
  • RF 扼流圈:阻止高频信号进入电源轨道
  • DC-DC 储能:SMPS 里电感是储能元件(和电容配合)

LC 振荡频率

电感和电容并联或串联,会在某个频率产生谐振(阻抗最大或最小)。这个频率是电路设计里极重要的参数:

f = 1 / (2π√LC)

例:L=10μH,C=100pF
f = 1 / (2×3.14×√(10×10⁻⁶ × 100×10⁻¹²))
  = 1 / (6.28×√10⁻¹⁵)
  = 1 / (6.28×3.16×10⁻⁸)
  ≈ 5.03 MHz

这个公式用在:LC 振荡器(正弦波产生)、选频电路(收音机调台)、SMPS 设计(决定开关频率)。

电感储能

电感在通电时把电能存进磁场里,电流断开时释放出来。储能公式:

E = ½ × L × I²

例:L=100μH,电流 I=2A
E = 0.5 × 0.0001 × 4 = 0.0002 J = 200 μJ

这个值在 SMPS 设计里很重要:电感要存足够的能量,才能在整个开关周期内维持输出电流不跌落。

电感值的标法

标法示例含义
直标100μH直接写
三位数10110×10¹ μH = 100 μH
四位数(精密)1001100×10¹ μH = 1mH
R 标法R470.47 μH(R 代表小数点)

在线计算器使用

  1. 打开 电感计算器
  2. 选择计算类型:感抗 / LC 频率 / 储能 / 电感值换算。
  3. 输入已知参数,点击计算。
  4. 结果含单位换算(μH/mH/H)和标准值推荐。

FAQ

电感和磁珠有什么区别?

电感是储能元件(电流连续),磁珠是损耗元件(把高频噪声转成热)。磁珠在低频时像电感,高频时像电阻。电源滤波常用「电感 + 磁珠」组合,各司其职。

空心电感和磁芯电感怎么选?

空心电感:线性好(电流大了电感值不变),但要做大电感值体积很大。磁芯电感(铁氧体、铁粉芯):同样电感值体积小很多,但电流大了会饱和(电感值骤降)。大电流场合用空心或加气隙的磁芯电感。