通電導(dǎo)線可以產(chǎn)生磁場，根據(jù)右手螺旋定則,，磁場方向如下圖1-1所示,，該磁場大小用磁場強度“H”表示。電流越大,，磁場越強,，這個磁場完全是由電流產(chǎn)生的，電流為零,，磁場也即隨之消失,。

圖1-1

當(dāng)把通電導(dǎo)線纏繞起來，如下圖1-2下部圖所示,，就成為了線圈,。給導(dǎo)線通電，那么每一段導(dǎo)線都會產(chǎn)生磁場,。在線圈內(nèi)部,，每匝線圈產(chǎn)生的磁場會疊加合成，如圖1-2上部圖所示兩個圈,，表示紫色段導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場,。

圖1-2

顯然，電流越大，線圈匝數(shù)越多,，在線圈內(nèi)部疊加合成的磁場就越大,。磁場大小用磁力線數(shù)目表示，即穿過單位面積的磁力線數(shù)目越多,，磁場就越強,。把穿過線圈內(nèi)部的磁力線數(shù)目稱為磁通，那么磁場越大就表示為磁通越大,。這個磁場依然是僅由電流產(chǎn)生,。

在線圈內(nèi)部放一根鐵芯，如下圖1-3所示,。鐵芯是鐵磁物質(zhì),，可以被周圍磁場所磁化。通電線圈產(chǎn)生磁場,，這個磁場會磁化鐵芯,，使得鐵芯產(chǎn)生另外一個附加的磁場。

圖1-3

換言之,，此時鐵芯線圈周圍的磁場,，是由兩部分組成，一部分是電流在導(dǎo)線上所激發(fā)的,，另一部分是鐵芯被磁化產(chǎn)生的,。所以放了鐵芯后，線圈的磁場會增強,，此時的磁場大小用磁感應(yīng)強度“B”表示,。

毫無疑問，加了鐵芯后,，線圈的磁通（穿過線圈內(nèi)部的磁力線數(shù)目）也增大了,。磁通表示的是穿過某個面的磁力線數(shù)目，線圈有N匝,，那么就形成了N個面,，把磁通乘以N個面，就得到磁鏈,，如下圖1-4所示,。

圖1-4

磁鏈有一個特點，那就是它的大小與電流成正比,。也就是說,，電流在變化時，磁鏈就按比例隨著電流變化,，例如,，若某線圈的電流為1A時,，磁鏈為2Wb，那么若電流增大為3A,，磁鏈就會變?yōu)?Wb,。此時就有了一個比例系數(shù)，例如以上例子中磁鏈與電流的比例系數(shù)為磁鏈/電流=2,。

把線圈磁鏈與電流的比例系數(shù)稱為電感,，用符號“L”表示，單位為亨利[H],，這就是電感的由來,。如下圖1-5所示,，電感又稱自感系數(shù),，它是表征線圈產(chǎn)生磁場的這一性質(zhì)。而磁場是存在能量的,，所以電感也反映了線圈存儲磁場能量這一物理現(xiàn)象,。電感是一個參數(shù)，它一方面表示線圈的元件特性,，一方面又表示線圈,，也就是說，我們在說“電感”時,，可以是指電感參數(shù),，也可以是指電感元件。

圖1-5

以電感線圈的電流和磁鏈關(guān)系畫出一條直線,，如圖1-5所示,。這條直線就是電感元件的特性曲線，類似于電阻元件的伏安特性曲線,，磁鏈的單位是韋伯,，電流的單位是安培，所以電感元件的特性曲線稱為韋安特性曲線,。

看到這里,，對于開篇的問題，你是否有了答案,？答案是“存在的”,，一根導(dǎo)線，相當(dāng)于匝數(shù)為1圈的線圈,，給它通以電流就可以產(chǎn)生磁場,，顯然，這個磁場也可以用電感來表示,，但它產(chǎn)生的磁場往往很弱,，不會對周圍或電路產(chǎn)生影響,，所以人們把它忽略掉了。

基于給電感線圈通電,，他就會產(chǎn)生磁場,，電感線圈在工程上的應(yīng)用非常廣泛，例如接觸器,、電磁繼電器,、磁懸浮列車等。

例如電磁繼電器就是基于電感線圈通電產(chǎn)生磁場的工作原理,，如下圖1-6所示,，當(dāng)開關(guān)閉合，流過電流的線圈產(chǎn)生磁場,，鐵芯被磁化,，從而吸引觸頭，使觸點閉合,；當(dāng)開關(guān)斷開,，電感線圈的電流也隨之為零，磁場消失,，觸頭在彈簧的作用力下彈開,，使觸點斷開。

圖1-6

在繼電器原理的基礎(chǔ)上增加滅弧裝置,，就可以構(gòu)成簡單的接觸器,，如下圖1-7所示。接觸器等工作原理也比較簡單,，給線圈通電,，線圈吸合主觸頭，使主回路接通,，反之,，線圈失電，回路斷開,。

圖1-7

磁懸浮列車的工作原理也有涉及到電感線圈,，其具體過程在此不再展開闡述。

電感線圈的作用,，除了產(chǎn)生磁場外,，還有其他方面的應(yīng)用，如產(chǎn)生高電壓,、限制短路電流,、抗干擾、功率傳輸?shù)?，這些應(yīng)用也是基于電感線圈的元件特性,，但不僅僅是產(chǎn)生磁場這一面,。

一個電感線圈，若把它置于一個變化的磁場中,，它就會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,，例如將條形磁鐵來回穿過線圈，對于線圈而言,，條形磁鐵的磁場就是變化的,，所以線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

若將線圈兩端與外電路連接,，就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,。類似的，若變化的磁場有線圈本身產(chǎn)生,，顯然這個線圈也會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,。

給線圈通以交流電流，這個交變的電流產(chǎn)生的磁場也是交變的,，在這個交變的磁場下,，線圈兩端會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,。根據(jù)電磁感應(yīng)定律,，感應(yīng)電壓與磁通變化率成正比，如下圖1-8所示,。

圖1-8

結(jié)合電磁感應(yīng)定律和電感元件的元件特性,，磁通乘以匝數(shù)等于磁鏈，而磁鏈又等于電感乘以電流,，依次可以得出電感元件的電壓,、電流關(guān)系如圖1-8所示，即電感電壓 u 與電流變化率 ?i /?t 成正比 ,。

經(jīng)過數(shù)學(xué)計算后可以得出電感的電壓與電流的比值為一個與頻率有關(guān)的參數(shù),，也就是感抗X_L ，在數(shù)值上等于2πf ,。類似于歐姆定律,，電阻元件的電壓與電流比值為電阻，單位是歐姆,，感抗也是電壓與電流的比值,，單位也是歐姆。

當(dāng)電壓不變時,，感抗,、電流與頻率的關(guān)系曲線如下圖1-9所示。隨著頻率的增大,，感抗也增大,，電流逐漸變小,。

圖1-9

這就是電感元件在正弦交流電路中的特性。圖1-9中電流變化曲線的前提是電感元件兩端的電壓大小保持不變,，但在電路中,，電感元件兩端的電壓往往不是固定的，所以還是那句話,，電感電壓隨著電流變化的快慢而增大減小,。

另外，電感電流的存在會產(chǎn)生磁場,，電流越大,，磁場也越大，這表明,，電流的變化反映的是磁場能量的變化,。由于能量是不能突變的，所以電感元件的電流也不能突變 ,。

在知道了電感元件在交流電路中的特性后,，我們就可以分析電感元件另一方面的應(yīng)用。

不管是強電還是弱電領(lǐng)域,，電感元件在交流電路中的應(yīng)用也非常廣泛,。

例如電抗器就是有電感線圈制成，可以串接在線路中起到限流的作用,。其原理是基于電感電流不能突變的特性,，當(dāng)線路發(fā)生短路時，由于串有電感,，所以工作電流不會立即升到短路電流,，而是有個時間上的緩沖。

由于電感電壓與電流變化率成正比,，鎮(zhèn)流器隨之被應(yīng)用,。鎮(zhèn)流器內(nèi)部含有電感線圈，在回路切斷瞬間,，由于電感電流在一個很短的時間內(nèi)變?yōu)榱?，所以電感元件兩端會產(chǎn)生瞬時高壓。

電感線圈在電子電路中還可以和電容元件組成LC諧振電路或濾波電路等,，在電力系統(tǒng)中可以制成變壓器,、發(fā)電機(jī)或電動機(jī)等，這些器件或設(shè)備的工作原理均與電感線圈的特性息息相關(guān),，所以理解電感線圈的特性對電工朋友們來說有很大的幫助,。