什么是電感？

電感是所有導(dǎo)體的屬性。流過導(dǎo)體的電流變化會在該導(dǎo)體以及所有附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生（感應(yīng)）電壓。感應(yīng)電壓與感應(yīng)電壓的電流變化相反。電感是兩個物理定律的結(jié)果。首先，流過導(dǎo)體的恒定電流會產(chǎn)生恒定磁場。其次，可變磁場會在所有附近的導(dǎo)體中感應(yīng)出電壓，包括初用于產(chǎn)生磁場的導(dǎo)體。當這兩個定律結(jié)合在一起時，產(chǎn)生的效果就是電感。就像電阻器用于在電路中引入所需的電阻，電容器用于引入所需的電容一樣，電感器是用于在電路中引入所需電感量的電氣元件。纏繞在圓柱形材料體上的理想螺線管（線圈）的電感公式如下：

電感公式

其中 L 是電感， 是電感器所用材料的磁導(dǎo)率，A 是線圈的橫截面積，l 是螺線管的長度（不是電線的長度，而是線圈的縱向尺寸）。

具有寄生效應(yīng)的電容器的簡化模型

理想電容器沒有電阻，也沒有電感，但具有確定且恒定的電容值。用于表示電感的單位是亨利，以發(fā)現(xiàn)電感的美國科學(xué)家約瑟夫·亨利的名字命名。

寄生電感

寄生電感是一種不必要的電感效應(yīng)，不可避免地存在于所有實際電子設(shè)備中。與通過使用電感器引入電路的故意電感不同，寄生電感幾乎總是一種不受歡迎的效應(yīng)。在少數(shù)應(yīng)用中，寄生電感實際上是一個理想的效應(yīng)，例如可用作濾波器的螺旋諧振器。就像電子產(chǎn)品中使用的所有其他實際元件（例如電阻器甚至連接線）一樣，電容器也表現(xiàn)出這種效應(yīng)。

為了理解寄生電感對電容器的影響，必須首先掌握電抗的概念。

電抗

在直流電路中，每個元件都可以用其電阻來描述。電阻器具有一定的固定電阻值 R。直流電路中的電容器可以視為具有無限電阻的元件（電容器中沒有電流流過），而電感器可以視為直流電路中的短連接（電感器上沒有電壓降）。

然而，交流電路則不同。交流電路中的每個元件都可以通過其阻抗來描述。阻抗是衡量當在其端子上施加固定幅度可變電壓時，元件“阻礙或阻止電流流動”程度的指標。

阻抗可以進一步分為兩部分，稱為電阻和電抗。在交流電路中，在純電阻元件（電阻器）上施加可變電壓將導(dǎo)致一定量的交流電流流過該元件，并且該電流將與電壓同相。在交流電路中，在純電抗元件上施加可變電壓將導(dǎo)致交流電流流過該元件，但該電流與電壓的相位相差±90度，具體取決于使用的元件 - 電容器或電感器。也就是說，電容器兩端的電壓滯后于電流90度，而流過電感器的電流滯后于電感器兩端的電壓90度。阻抗公式如下：

阻抗公式

其中 Z 為阻抗，R 為電阻，X 為電抗。值得注意的是，阻抗是一個復(fù)數(shù)，其實部為電阻，虛部為電抗。

理想電容器和電感器是純電抗元件，它們僅影響阻抗的電抗虛部。但它們的影響方式不同。電容器的電抗定義為：

電容電抗

其中 ω 是角頻率（ω=2pf，其中 f 是信號頻率），C 是電容。另一方面，電感器的電抗如下：

電感電抗

其中L為電感的電感量。需要注意的是，電容的電抗為負值，電感的電抗為正值。

寄生電感對電容器的影響

如前所述，電容器的電抗與電感器的電抗符號相反。這意味著電容器上存在的任何寄生電感都會將該電容器的阻抗降低一定量。為了說明這一點，請考慮以下公式：

寄生阻抗

其中 Z 是表現(xiàn)出寄生電感（但不表現(xiàn)出寄生電阻）的電容器的阻抗。讓我們分析一下這個公式，以了解寄生電感對電容器的影響。

假設(shè)角頻率為 1Mhz（約 6.2·10 6 rad/s），電容為 0.1 ?F，陶瓷電容器的典型寄生電感約為 1nH。在沒有任何寄生效應(yīng)的情況下，這種電容器的阻抗約為 -j·1.591 Ω。如果考慮寄生效應(yīng)，阻抗現(xiàn)在為 -j·1.585 Ω。沒什么大不了的，因為當存在寄生電感時，有效阻抗僅減少 0.37%。

然而，在更高的頻率下，寄生電感會成為一個更大的問題?，F(xiàn)在讓我們將頻率增加到 10MHz 并重復(fù)計算。角頻率現(xiàn)在約為 6.2·10 7 rad/s。在沒有寄生效應(yīng)的情況下，0.1 ?F 電容器的阻抗約為 -j·0.1591 Ω。如果我們引入寄生阻抗，阻抗現(xiàn)在為 -j· 0.0963 Ω。有效阻抗現(xiàn)在減少了 40%！在更高的頻率下，這會成為一個日益嚴重的問題，在某些時候阻抗變?yōu)檎?，電容器實際上開始像電感器一樣工作。

因此，專門為高頻應(yīng)用和寄生效應(yīng)非常不希望出現(xiàn)的應(yīng)用制造了低電感電容器。它們采用特殊材料和封裝制成，引線盡可能短。為了進一步降低電感，電容器的內(nèi)部布局設(shè)計為抵消電容器電流產(chǎn)生的所有磁場。