电感基础概念
定义
电感是储存磁场能量的被动电子元件，就像一个“磁场储蓄罐”——通常由导线绕成线圈（可以绕在磁芯上），当电流流过时，线圈会产生磁场，把能量悄悄“存”在磁场里；当电流变化时，它又会通过磁场变化释放能量，有点像弹簧“阻碍形变又恢复形变”的脾气。
基本公式
，其中 为电感值，（磁链）可以理解为“磁场的总量记录”，是流过的电流。简单说，电感值越大，意味着相同电流下能储存的磁场能量越多，就像大储蓄罐能装更多“磁能”。
单位
亨利（H），这是个很大的单位，实际常用更小的单位：毫亨（mH，1mH=0.001H）、微亨（μH，1μH=0.000001H）、纳亨（nH，1nH=0.000000001H）。比如手机里的电感可能只有几微亨，而电源里的电感可能有几毫亨。
电感的八大作用
1、滤波——给电流“筛沙子”
作用：拦住高频噪声，让低频信号和直流顺利通过（比如电源滤波电感）。
以RL低通滤波器为例：电阻和电感串联，输入信号里混着高频噪声。电感的“感抗”（）就像个“频率感应的门”——频率越高，门越窄。高频噪声想通过时，被电感的高感抗拦住，就像细沙被筛子挡住；而低频信号和直流的频率低，感抗小，能轻松通过，最终输出干净的信号。
截止频率公式： ，低于这个频率的信号“通行无阻”，高于的则被“拦在门外”。
2、储能——像弹簧一样“攒劲儿”
作用：储存磁场能量，需要时释放，用于能量转换或短时供电。
在开关电源里，电感就是个“能量缓冲器”：开关导通时，电流流过电感，线圈产生磁场，像弹簧被压缩一样“攒劲儿”（储存能量）；开关断开时，磁场消失，能量释放出来，和电源一起给负载供电。比如手机充电器里的电感，能把不稳定的电流“捋顺”，让输出电压更稳定——就像水库先蓄水，再匀速放水，避免水流忽大忽小。
3、扼流——高频信号的“路障”
作用：阻止高频电流通过，却允许直流或低频电流“畅行无阻”（比如高频扼流圈）。
高频扼流圈串联在电路中，对高频信号来说，它的感抗极大，像一堵高墙，根本过不去；但对直流和低频信号，感抗几乎为零，就像畅通的大道。比如收音机的电源线里常串扼流圈，能挡住空中的高频干扰信号，却不影响直流供电——相当于给电路装了“高频防盗门”，只让“自己人”（直流/低频）进。
4、谐振——和电容跳“双人舞”
作用：与电容组成LC或RLC电路，像秋千一样按固定频率“振荡”，产生或筛选特定频率信号。
这个电路里，直流电源通过开关连接 10Ω 电阻、15μF 电容和 1H 电感，组成串联 RLC 电路。开关闭合后，电容先充电再放电，与电感反复交换能量，像来回摆动的秋千一样振荡。
谐振频率按公式 f=1/(2π√(LC)) 计算：L=1H，C=15μF=0.000015F，算得√(1×0.000015)≈0.00387，2π×0.00387≈0.0243，最后 f≈41Hz。
谐振时，电路 “共振” 了，就像按秋千的固有节奏推，幅度最大。这时电流最强，电容和电感的能量交换最剧烈。示波器会显示电流波形幅度达峰值，频谱图上 41Hz 处有明显高峰，这就是谐振放大特定频率信号的作用。
对比10000hz，41hz，4hz输入信号的波形如下
谐振频率公式：。可以把电感和电容想象成一对舞者：电感储存磁场能量时，电容在放电；电感释放能量时，电容又在充电，两者反复交换能量，就像秋千荡来荡去。当输入信号频率等于它们的“固有节奏”（谐振频率）时，振荡幅度最大——这就是收音机调台的原理：转动旋钮改变电容值，让电路谐振频率和电台频率一致，就能“听”到那个频道的信号了。
信号产生：作为高频振荡器，产生通信所需的载波信号（如无线电广播、对讲机的载波）。通过调节电容或电感值，可生成稳定的特定频率振荡信号，为信息（声音、数据）调制提供 “载体”。
选频与调谐：收音机、电视机的调台电路核心就是 RLC 电路。转动调谐旋钮时，实际是改变电容值，使电路谐振频率与目标电台 / 频道的载波频率一致，从而 “筛选” 出该频率信号，、滤除其他杂波。
滤波处理：在通信接收端，用 RLC 电路构成带通滤波器，仅允许特定频率的有用信号通过（如手机信号的特定频段），抑制干扰信号，提升通信清晰度。
高频放大：在射频电路中，利用 RLC 谐振时的高阻抗特性，增强特定频率信号的放大效率，提升通信信号的传输距离和强度。
5、耦合——交流信号的“传话筒”
作用：传递交流信号，却把直流成分“隔离”开。
电感对直流就像“短路导线”（稳态时感抗为0），但对交流信号，它能像传话筒一样把信号传过去。在天线电路中，前级输出的信号里混着直流，串联电感后，直流被“拦下”，交流音频信号却能通过磁耦合传给后级——相当于给信号装了“直流过滤器”，只让交流“说话”。
6、延时——给电流“踩刹车”
作用：与电阻组成RL电路，让电流“慢慢变”，实现延时控制。
RL电路的时间常数 ，表示电流达到稳定值63.2%的时间（可以理解为“刹车力度”）。给定，，代入计算： （即20.3毫秒）。这意味着：通电时，电流在约0.02秒内达到稳定值的63.2%，灯逐渐亮起；断电时，电流以同样速度衰减，灯缓慢熄灭，实现类似“刹车”的延时效果。在实际应用中，如楼道灯开关，这种快速变化可能需结合其他元件延长延时，但RL电路本身提供了基础的“慢慢变”机制。
7、限流——电流的“减速器”
作用：限制电流的变化速度，保护电路元件（比如电机启动时的限流）。
（其电路原理和第六点相似）
电机启动瞬间，电流容易突然变大（像开车猛地踩油门），串联电感后，根据“楞次定律”，电感会产生反向电动势，阻止电流“冲太快”，就像给电机装了个“减速器”，避免过大的冲击电流烧坏电机或保险丝。
8、抗干扰——电磁噪声的“隔音棉”
作用：抑制电磁干扰（EMI），减少信号传输中的“杂音”。在信号线或电源线上串联电感，如使用LC滤波器。高频干扰信号会被它的高感抗“挡住”，无法传递；同时，电感本身绕制紧密，能减少自身产生的电磁辐射——就像给电路裹了层“隔音棉”，让有用信号更清晰。
本电路为一个LC滤波电路，扫频源（频率范围0-1kHz）并联连接一个串联的2mH电感和1Ω电阻，并在电阻两端并联一个3.3μF电容接地。以下将逐步分析现象、计算过程、示波器波形变化及滤波效果。
现象描述
随着扫频源频率从0Hz逐渐增加到1kHz，电路表现出低通滤波特性：
低频段（0-100Hz）：电阻上电压幅度较高，接近源电压。电流幅度也较大，因为电感近似短路（感抗小），电容近似开路（容抗大），电流主要流经电阻。中频段（100-500Hz）：电阻上电压幅度开始下降，电流幅度减小。电感和电容的阻抗效应逐渐显现，电容开始分流部分电流。高频段（500-1000Hz）：电阻上电压幅度显著降低，电流幅度很小。电感近似开路（感抗大），电容近似短路（容抗小），电流主要被电容旁路，电阻上电压微弱。
整体上，电阻上电压和电流的幅度随频率增加而单调递减，表明电路对高频分量有衰减作用。
示波器显示电阻上电压波形和电流波形变化
电压波形：扫频源输入为正弦波，频率从0线性增加到1kHz。
低频时（如0-100Hz），波形振幅大且稳定，接近源电压峰值。中频时（如500Hz），波形振幅明显减小，相位可能略有偏移。高频时（如1000Hz），波形振幅很小（约源电压的8%），噪声可能更显著。整体：振幅随时间（频率增加）单调递减。
电流波形：
低频时，电流波形振幅大，与电压同相（电阻主导）。高频时，电流波形振幅小，且相位可能因容性分流而偏移。整体：振幅随频率增加而减小，趋势与电压一致。
哪些部分是被滤波的波形
被滤波的波形：高频分量被显著衰减。具体来说，频率高于约200Hz的分量在电阻上电压和电流中逐渐减弱，500Hz以上分量被强烈抑制（幅度小于源电压的16%）。这表现为低通滤波特性：低频分量（0-200Hz）通过，高频分量（200-1000Hz）被滤除。滤波原理：电容在高频时提供低阻抗路径，分流电流，使电阻上电压降低；电感在高频时阻抗增大，进一步限制电流。
常见的电感
电感的分类
电感值大小的影响
低频电路（如电源）：需要大电感（mH级），像“大储蓄罐”，能存足够能量稳定电压。
高频电路（如射频）：用小电感（μH、nH级），像“小储蓄罐”，响应快，避免自身寄生电容捣乱。
时间常数：RL电路中，电感越大，电流变化越慢（ 越大），就像“刹车更重”。
体积与成本：电感值越大，线圈绕得越多或磁芯越大，通常体积和成本越高，像“大罐子比小罐子费材料”。
电感器原理图符号
固定电感：用几圈曲线表示，像“画出来的线圈”。
带磁芯电感：曲线旁加个线条（代表磁芯），像“给线圈标上‘带磁芯’标签”。
可变电感：曲线旁加个箭头，像“给线圈装了‘调节杆’”。
选型与实际应用
1、核心参数优先
电感值：按功能选，滤波/储能用大的（如10μH-1mH），高频抗干扰用小的（如1μH以下）。
额定电流：必须大于最大工作电流（留1.2-1.5倍余量），不然会过热烧坏。
直流电阻（DCR）：越小越好，减少耗电，像“水管内壁越光滑，水流阻力越小”。
饱和电流：超过这个电流，电感值会暴跌，必须大于峰值电流。
频率特性：高频电路选铁氧体磁芯（高频损耗小），低频用铁芯。
2、按功能选型
电源滤波/储能：选功率电感（铁氧体磁芯）。
高频抗干扰/扼流：用穿心电感或小贴片电感（μH级）。
谐振/耦合：谐振选高精度电感（误差±5%以内），像“和电容跳双人舞，步伐必须准”；耦合电感按信号频率选磁芯，保证信号“传得清”。
延时/限流：延时按算电感值；限流电感兼顾电感值和额定电流。
3、规避选型陷阱
高频电路别用大电感：大电感寄生电容大，容易和电容“意外谐振”。
高温环境选耐温型：普通电感在高温下会“掉容量”，工业设备要选-40℃~125℃的“耐热款”。
大功率电感留散热空间：电流大时会发热，贴太紧会“烤坏”周围元件，像“大灯泡要离易燃物远点”。
安装远离敏感电路：电感产生的磁场会干扰附近的小信号元件（如传感器）。
电感就像电路里的“磁场管家”，既能存能量、稳电流，又能拦干扰、控节奏。理解它的脾气，选对型号，电路才能“听话又靠谱”～