电感Q值定义 

  电感Q值：也叫电感的品质因素，是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。  

电感Q值的高低的功用 

  Q值过大，引起电感烧毁，电容击穿，电路振荡。   Q很大时，将有VL=VC>>V的现象出现。这种现象在电力系统中，往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿，造成损失。所以在电力系统中应该避免出现谐振现象。而在一些无线电设备中，却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值。  

电感Q值的换算 

  品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量   通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为：BW=wo/Q,表明，Q大则通频带窄，Q小则通频带宽。   Q=wL/R=1/wRC   其中:   Q是品质因素   w是电路谐振时的电源频率   L是电感   R是串的电阻   C是电容   Q值是品质因素，它是有用功与总功只比  

影响电感Q值的因素 

  电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。   也有人把电感的Q值特意降低的，目的是避免高频谐振/增益过大。降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.   Q值一般统称品质因数，它是衡量一个元件或谐振回路性能的一个无量纲单位。简单地说是理想元件与元件中存在的损耗的比值。这个元件可以是电感、电容、介质谐振器、声表面波谐振器、晶体谐振器或LC谐振器。Q值的大小取决于实际应用，并不是越大越好。例如，如果设计一个宽带滤波器，过高的Q值如果不采取其他措施，将使带内平坦度变坏。在电源退耦电路中采用LC退耦应用时高Q值的电感和电容极容易产生自谐振状态，这样反倒不利于消除电源中的干扰噪声。反过来，对于振荡器我们希望有较高的Q值，Q值越高对振荡器的频率稳定度和相位噪声越有利。对不同的应用对Q值有不同的要求。   元件的品质因数，即Q值的大小取决于元件的制作工艺、制作材料以及应用环境。例如，同样一个电感，如果其他参数不变，仅改变绕制电感导线的粗细，则导线粗的电感Q值要比导线细的电感Q值高。如果再在导线上镀银，则镀银导线所绕制的电感要比不镀银导线绕制的电感Q值高。至于介质谐振器其Q值更是取决于构成介质谐振器材料和制作工艺。   Q值的大小还与工作频率有关。一般的电感随着频率的变高其Q值也会增高。但它有一个极限，当超过这个极限频率点后电感的Q值要陡然下降，这个电感就失去了电感的作用。在这点上介质谐振器、声表面波谐振器和晶体谐振器更为明显。当工作频率偏离他们的谐振频率后，其Q值将急剧下降，同时他们也将不能工作。   品质因数描述了回路的储能与它一周耗能之比。   因为同频带与品质因数之积为回路的谐振频率。所以，在保证谐振点的情况下品质因数与通频带的宽窄是一对矛盾。所以不能说品质因数越高越好，还要看对频带的要求的   Q值越大，谐振的通频带就越宽，也就是包含的频率范围更宽，如果需要宽一点的通频带，Q值越大越好。   在选频电路（选用某一频率）、阻波电路（阻止某一频率）、吸收电路（衰减某一频率）、陷波电路（去掉某一频率）中都是利用或者去掉某一个频率f，此时Q值越小越好，这是利用谐振电路在谐振时的频率f，当LC并联谐振电路发生谐振时，电路阻抗大，相当于断路，使频率为f的频率信号不能通过，达到阻止此信号的目的。当LC串联谐振电路发生谐振时，阻抗最小，相当与短路，此时频率为f的频率很容易通过，而其它的信号频率被阻止，就能达到选频的目的。在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 阻抗的单位是欧。电感的阻抗在电路中也可以叫直流电阻来表示。

 

直流电阻就是元件通上直流电，所呈现出的电阻，即元件固有的，静态的电阻。比如线圈，通直流电和交流电，它呈现的电阻是不一样的，通交流电，线圈除了直流电阻外，还有电抗作用，它反映的是电阻和电抗的合作用，叫阻抗。

 

在电流中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻。除了超导体外，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体，如金属等；电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值等于零的物质，不过它要求在足够低的温度和足够弱的磁场下，其电阻率才为零。

在直流电和交流电中，电阻对两种电流都有阻碍作用；作为常见元器件，除了电阻还有电容和电感，这两者对交流电和直流电的作用就不像电阻那样都有阻碍作用了。电容是“隔直通交”，就是对直流电有隔断作用，就是直流不能通过，而交流电可以通过，而且随着电容值的增大或者交流电的增大，电容对交流电的阻碍作用越小，这种阻碍作用可以理解为“电阻”，但是不等同于电阻，这是一种电抗，电抗和电阻单位一样，合称“阻抗”。当然，准确的说，“阻抗”应该有三个部分，除了这两个，就是“感抗”。感抗就是电感对电流的阻碍作用，和电容不同，电感对直流电无阻碍作用（如果严谨的研究的话，在通电达到饱和之前的那个短暂的几毫秒的暂态内，也是有阻碍的）对交流有阻碍作用，感抗的单位和容抗以及电阻的单位都一样是欧姆。

在电路中，当电流流过导体时，会产生电磁场，电磁场的大小除以电流的大小就是电感，电感的定义是L=phi/i, 单位是韦伯。电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流，线圈周围就会产生磁场，线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大，磁场就越强，通过线圈的磁通量就越大。实验证明，通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的，它们的比值叫做自感系数，也叫做电感。如果通过线圈的磁通量用φ表示，电流用I表示，电感用L表示，那么  L＝ φ／I    。电感的单位是亨（H），也常用毫亨（mH）或微亨（uH）做单位。1H=1000mH，1H=1000000uH。电感只能对非稳恒电流起作用，它的特点两端电压正比于通过他的电流的瞬时变化率（导数），比例系数就是它的“自感” 。电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会产生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生。板上可以看到很多铜线缠绕的线圈，这个线圈就叫电感，电感主要分为磁心电感和空心电感两种，磁心电感电感量大常用在滤波电路，空心电感电感量较小，常用于高频电路。 电感的特性与电容的特性正好相反，它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。电感的特性是通直流、阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。  电感通直流，阻交流 。通直流:所谓通直流就是指在直流电路中,电感的作用就相当于一根导线,不起任何作用. 阻交流:在交流电路中,电感会有阻抗,即XL,整个电路的电流会变小,对交流有一定的阻碍作用。 电感的基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等  通直在电子线路中，电感线圈对交流有限流作用，它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等。  由感抗XL=2πfL 知,电感L 越大，频率f 越高，感抗就越大。该电感器两端电压的大小与电感L 成正比，还与电流变化速度△i/△t 成正比，  电感线圈也是一个储能元件，它以磁的形式储存电能，储存的电能大小可用下式表示：  WL=1/2 Li2 。  可见，线圈电感量越大，流过越大，储存的电能也就越多。  电感在电路最常见的作用就是与电容一起，组成LC 滤波电路。我们已经知道，电容具有  “阻直流，通交流”的本领，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰  信号的直流电通过LC 滤波电路，那么，交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉； 变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高  的最容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。 LC 滤波电路  在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯

上。而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容，这二者组成的就是上述的 LC 滤波电路。  另外，线路板还大量采用“蛇行线＋贴片钽电容”来组成LC 电路，因为蛇行线在电路板上  来回折行，也可以看作一个小电感。

 

1.电感工作原理_电感对交流电的阻碍作用     为什么电感对交流电有阻碍作用呢？交流电通过电感线圈时，电流时刻在改变，电感线圈中必然产生自感电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用。 2.电感滤波原理     由纯电感电路中欧姆定律的表达式I=U/（XL）和线圈的感抗公式XL=2πfL 可知，感抗却跟通过的电流的频率有关。电感L越大，频率f越高，感抗就越大，电流就越小。所以电感线圈在电路中有“通直流、阻交流”或“通低频、阻高频”的特性。所以电感有滤波作用      3.纯电感电路中欧姆定律的表达式    在纯电感电路中，电流强度跟电压成正比：I=U/（XL）这就是纯电感电路中欧姆定律的表达式。把这个表达式跟I=U/R比，可以看出XL相当于电阻R.XL表示出电感对交流电阻碍作用的大小，叫做感抗，它的单位也是欧姆。 4.线圈的感抗公式    线圈的感抗XL跟自感系数L和交流电的频率f间的关系为：XL=2лfL。  电感计算公式【常用】 各种电感的计算公式    加载其电感量按下式计算:线圈公式   阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用 360ohm 阻抗，因此：  电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH  据此可以算出绕线圈数：   圈数 = [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷ 圈直径 (吋)  圈数 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈    空心电感计算公式   空心电感计算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)                             D------线圈直径                             N------线圈匝数                             d-----线径                             H----线圈高度

                            W----线圈宽度                                         单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式:   l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)   线圈电感量 l单位: 微亨 线圈直径 D单位: cm 线圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm   频率电感电容计算公式:   l=25330.3/[(f0*f0)*c]   工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125   谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q 值决定  谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式  1。针对环行CORE，有以下公式可利用: (IRON)   L=N2．AL L= 电感值（H)  H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) AL= 感应系数  H-DC=直流磁化力 I= 通过电流(A) l= 磁路长度（cm)  l及AL值大小，可参照Micrometal对照表。例如: 以T50-52材，线圈5圈半，其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋)，经查表其AL值约为33nH    L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH  当流过10A电流时，其L值变化可由l=3.74(查表)  H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后） 即可了解L值下降程度(μi%)   2。介绍一个经验公式 L=(k*μ0*μs*N2*S)/l 其中   μ0 为真空磁导率=4π*10(-7)。（10的负七次方） μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1 N2 为线圈圈数的平方  S 线圈的截面积，单位为平方米 l 线圈的长度， 单位为米

k 系数，取决于线圈的半径（R)与长度(l)的比值。   计算出的电感量的单位为亨利。   k值表  2R/l                             k 0.1                            0.96 0.2                            0.92 0.3                            0.88 0.4                            0.85 0.6                           0.79 0.8                           0.74 1.0                           0.69 1.5                           0.6 2.0                           0.52 3.0                          0.43 4.0                          0.37 5.0                          0.32 10                          0.2 20                          0.12

 

 

按绕线结构 分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。  

按工作频率 分类：高频线圈、低频线圈。   

按结构特点 分类：磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等。

二、 电感的作用   

三、 基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等  形象说法：“通直流，阻交流”   细化解说：在电子线路中，电感线圈对交流有限流作用，它与电阻器或电容器能组成高 通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变 换等。   由感抗 XL=2πfL 知,电感 L越大，频率 f越高，感抗就越大。该电感器两端电压的大小 与电感 L成正比，还与电流变化速度△i/△t 成正比，这关系也可用下式表示：   电感线圈也是一个储能元件，它以磁的形式储存电能，储存的电能大小可用下式表示：  WL=1/2 Li2 。  

 可见，线圈电感量越大，流过越大，储存的电能也就越多。   电感在电路最常见的作用就是与电容一起，组成 LC滤波电路。我们已经知道，电容具有 “阻直流，通交流”的本领，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰 信号的直流电通过 LC滤波电路（如图），那么，交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉； 变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高 的最容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。  LC滤波电路   在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯 上。而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容，这二者组成的就是上述的 LC滤波电路。 另外，线路板还大量采用“蛇行线＋贴片钽电容”来组成 LC电路，因为蛇行线在电路板上 来回折行，也可以看作一个小电感。  三、 电感的主要特性参数  2.1 电感量 L   电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。除专门的电感线圈（色码电感）外， 电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。   2.2 感抗XL   电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量 L和交流电频 率f的关系为 XL=2πfL

      2.3 品质因素 Q   品质因素 Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗 XL与其等效的电阻的比值，即： Q=XL/R。线圈的 Q值愈高，回路的损耗愈小。线圈的 Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损  耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的 Q值通常为几十到  几百。采用磁芯线圈，多股粗线圈均可提高线圈的 Q值。  2.4 分布电容   线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电 容的存在使线圈的 Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。采用分段绕法可  减少分布电容。   2.5 允许误差：电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数。   2.6 标称电流：指线圈允许通过的电流大小，通常用字母A、B、C、D、E分别表示，标 称电流值为50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。  四、常用电感线圈  3.1 单层线圈   单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线 线圈。   3.2 蜂房式线圈   如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈称为蜂 房式线圈。而其旋转一周，导线来回弯折的次数，常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积 小，分布电容小，而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制，折点越多，分布 电容越小   3.3 铁氧体磁芯和铁粉芯线圈   线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯，可增加电感量和提 高线圈的品质因素。   3.4 铜芯线圈   铜芯线圈在超短波范围应用较多，利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调 整比较方便、耐用。   3.5 色码电感线圈   是一种高频电感线圈，它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成。 它的工作频率为 10KHz至200MHz，电感量一般在 0.1uH到3300uH之间。色码电感器是具有  固定电感量的电感器，其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。其单位为uH。  

    3.6 阻流圈（扼流圈）   限制交流电通过的线圈称阻流圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。  3.7 偏转线圈   偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载，偏转线圈要求：偏转灵敏度高、磁场均匀、Q 值高、体积小、价格低。   五、 电感的型号、规格及命名。   国内外有众多的电感生产厂家，其中名牌厂家有SAMUNG、PHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、 KEMET、ROHM等。   5.1 片状电感   电感量：10NH～1MH   电子元件技术网是第一个针对电子元器件应用、选型和实用设计方案的技术网络媒体。  更多技术信息，请访问工程师电路设计的左右手！  材料：铁氧体 绕线型 陶瓷叠层  精度： J=±5% K=±10% M=±20%  尺寸： 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm  个别示意图：  贴片绕线电感  贴片叠层电感   5.2 功率电感   电感量：1NH～20MH  带屏蔽、不带屏蔽   尺寸：SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105；RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124； CD43/54/73/75/104/105；   个别示意图： 贴片功率电感 屏蔽式功率电感  5.3 片状磁珠   种类：CBG（普通型） 阻抗：5Ω～3KΩ  CBH（大电流） 阻抗：30Ω～120Ω  CBY（尖峰型） 阻抗：5Ω～2KΩ  个别示意图： 贴片磁珠 贴片大电流磁珠   电子元件技术网是第一个针对电子元器件应用、选型和实用设计方案的技术网络媒体。  更多技术信息，请访问  工程师电路设计的左右手！  规格：0402/0603/0805/1206/1210/1806（贴片磁珠）   规格：SMB302520/SMB403025/SMB853025（贴片大电流磁珠）  5.4 插件磁珠  规格：RH3.5  5.5 色环电感  

    电感量：0.1uH～22MH   尺寸：0204、0307、0410、0512  豆形电感：0.1uH～22MH   尺寸：0405、0606、0607、0909、0910  精度：J=±5% K=±10% M=±20%  精度：J=±5% K=±10% M=±20%   插件的色环电感 读法：同色环电阻的标示  5.6 立式电感   电感量：0.1uH～3MH   规格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912  5.7轴向滤波电感   规格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019  电感量：0.1uH-10mH。  额定电流：65mA~10A。   Q值高，价位一般较低，自谐振频率高。    5.8 磁环电感   规格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026  尺寸（单位mm）：3.25~15.88  5.9 空气芯电感   空气芯电感为了取得较大的电感值，往往要用较多的漆包线绕成，而为了减少电感本身 的线路电阻对直流电流的影响，要采用线径较粗的漆包线。但在一些体积较少的产品中，采 用很重很大的空气芯电感不太现实，不但增加成本，而且限制了产品的体积。为了提高电感 值而保持较轻的重量，我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心，提高电感的自感能力，借 此提高电感值。目前，在计算机中，绝大部分是磁心电感。  六、 常见的磁芯磁环 铁粉芯系列   材质有：-2材（红/透明）、-8材（黄/红）、-18材（绿/红）、-26材（黄/白）、-28 材（灰/绿）、-33材（灰/黄）、-38材（灰/ 黑）、-40材（绿/黄）、-45材（黑色）、 -52材（绿/蓝）；尺寸：外径大小从 30到 400D（注解：外径从 7.8mm到102mm）。 铁硅铝系列   主要u值有：60、75、90、125；尺寸：外径大小从 3.5mm到77.8mm。   两种产品的规格除了主要的环形外，另有 E形，棒形等，还可以根据客户提供的各项参 数定做。它们广泛应用于计算机主机板，计算机电源，电源供应器，手机充电器，灯饰变压 调光器，不间断电源（UPS），各种家用电器控制板等。  七、电感在使用过程中要注意的事项  7.1电感使用的场合   潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性，还是阻抗特 性等，都要注意。

   7.2电感的频率特性   在低频时，电感一般呈现电感特性，既只起蓄能，滤高频的特性。   但在高频时，它的阻抗特性表现的很明显。有耗能发热，感性效应降低等现象。不同的 电感的高频特性都不一样。   下面就铁氧体材料的电感加以解说：   铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈 绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在 低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下，他们主要呈电抗特性比 并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的。实际上， 铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相 当高，以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这 是由他的电阻特性决定的。   7.3 电感设计要承受的最大电流，及相应的发热情况。   7.4 使用磁环时，对照上面的磁环部分，找出对应的L值，对应材料的使用范围。  7.5注意导线（漆包线、纱包或裸导线），常用的漆包线。要找出最适合的线经。