电感器的特性及应用场景：阻碍变化的电流和感抗

电感器的主要性质有“通直阻交”和“阻碍变化的电流”。

1.“通直阻交”特性

电感器的“通直阻交”是指电感器对通过的直流信号阻碍很小，直流信号可以很容易通过电感器，而交流信号通过时会受到很大的阻碍。

电感器对通过的交流信号有较大的阻碍，这种阻碍称为感抗，感抗用X_L表示，感抗的单位是欧姆（Ω）。电感器的感抗大小与自身的电感量和交流信号的频率有关，感抗大小可以用以下公式计算：

X_L=2πfL

式中，X_L表示感抗，单位为Ω；f表示交流信号的频率，单位为Hz；L表示电感器的电感量，单位为H。

由上式可以看出，交流信号的频率越高，电感器对交流信号的感抗越大；电感器的电感量越大，对交流信号感抗也越大。

举例：在图5-21所示的电路中，交流信号的频率为50Hz，电感器的电感量为200mH，那么电感器对交流信号的感抗就为

X_L=2πfL=2×3.14×50×200×10^-3Ω=62.8Ω

2.“阻碍变化的电流”特性

当变化的电流流过电感器时，电感器会产生自感电动势来阻碍变化的电流。下面以图5-22所示的两个电路来说明电感器这个性质。(www.xing528.com)

图5-21 感抗计算例图

在图5-22a所示电路中，当开关S闭合时，会发现灯泡不是马上亮起来，而是慢慢亮起来。这是因为当开关闭合后，有电流流过电感器，这是一个增大的电流（从无到有），电感器马上产生自感电动势来阻碍电流增大，其极性是A正B负，该电动势使A点电位上升，电流从A点流入较困难，也就是说电感器产生的这种电动势就对电流有阻碍作用。由于电感器产生A正B负自感电动势的阻碍，流过电感器的电流不能一下子增大，而是慢慢增大，所以灯泡慢慢变亮，当电流不再增大（即电流大小恒定）时，电感器上的电动势消失，灯泡亮度也就不变了。

图5-22 电感器“阻碍变化的电流”说明图

如果将开关S断开（见图5-22b），会发现灯泡不是马上熄灭，而是慢慢暗下来。这是因为当开关断开后，流过电感器的电流突然变为0，也就是说流过电感器的电流突然变小（从有到无），电感器马上产生A负B正的自感电动势，由于电感器、灯泡和电阻器R连接成闭合回路，电感器的自感电动势会产生电流流过灯泡，电流方向是：电感器B正→灯泡→电阻器R→电感器A负，开关断开后，该电流维持灯泡继续发光，随着电感器上的电动势逐渐降低，流过灯泡的电流慢慢减小，灯泡也就慢慢变暗。

从上面的电路分析可知，只要流过电感器的电流发生变化（不管是增大还是减小），电感器都会产生自感电动势，电动势的方向总是阻碍电流的变化。电感器这个性质非常重要，在以后的电路分析中经常会用到。为了让大家能更透彻理解电感器这个性质，再来看图5-23中两个例子。

图5-23 电感器性质解释图

在图5-23a所示电路中，流过电感器的电流是逐渐增大的，电感器会产生A正B负的电动势阻碍电流增大（可理解为A点为正，A点电位升高，电流通过较困难）；在图5-23b所示电路中，流过电感器的电流是逐渐减小的，电感器会产生A负B正的电动势阻碍电流减小（可理解为A点为负时，A点电位低，吸引电流流过来，阻碍它减小）。