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7大电感的实际应用产品
电感器以其在电子电路设计中的广泛应用而闻名，透过这篇文章的讲解，可以让你了解电感应用的背景知识，包括应用在变压器、储能、磁珠、感测器、感应电动机、滤波器和电磁继电器。
- 变压器
变压器是电源和电力系统中常见的电感应用，基本上变压器由共享相同磁场的多个电感组成，用于改变系统的电压水平。例如：变压器可以将120V或240V的交流电转换为笔记型电脑、智能手机或任何IoT物联网装置所需的另一个电压等级。一个非常基本的变压器包含原线圈和次级线圈，并且由于共享相同的磁通量变化ΔΦ，根据法拉第感应定律，次级线圈两端的电压等于原线圈两端的电压乘以(Ns/Np)，其中Ns是次级线圈的圈数，Np是原线圈的圈数。
(a) 变压器 ; (b) 变压器示意图 (Source: Lumen Learning)
- 储能
能量是可以存储在电感当中的，当有电流流过电感时，感应磁场可以在电感中储存能量，因此可以将电感视为一种储能装置。在一定时间（t）内存储在电感中的能量可由下列算式中得出：
- 磁珠
磁珠虽然归类为电感的一种，但与一般电感不同，磁珠是由磁性铁氧体组成，而一般电感则由磁芯和线圈组成；磁珠的原理是将交流信号加热，而普通电感存储则是来自交流信号的能量，然后再缓慢的释放。磁珠的阻抗在高频时较高，例如一般在100MHz时为100Ω。因此它们适用于过滤高频噪声。磁珠通常用于电子设备，例如电脑、电视、通讯设备。磁珠的等效电路是由一个电感和一个电阻串联，电感和电阻的值都与磁珠的物理长度成正比。
- 感测器
感测器是电感的一般应用，这种类型的感测器包含一个LC振荡电路，当任何金属物体靠近感测器时，振荡电路内的线圈会感应到电磁反应，这样的电磁感应将导致线圈中电流的变化。一旦变化被放大和检测到时，感测器就会发动工作。有时候可以使用铁磁芯来增强感测器的灵敏度。通常这类型的传感式感测器常见运用在作为无需接触即能侦测到附近存在物体的产品（邻近感测器）。随着智能工厂实际应用在航空、汽车、医疗保健、制药、消费电子产品、仓储自动化、工业制造等领域，感测器揭发挥关键作用。
感测器示意图
- 感应电动机
市场上的电机种类繁多，而利用电磁感应来运转的称为感应电动机（也称异步电动机）。当交流电向感应电动机的定子供电时就会产生磁场，然后在转子中产生感应电流，进而产生转矩。由于交流电源有正负循环，磁场的极性也会随之变化，改变极性就会使磁场和转子同时开始旋转之后，那么就等同于电动机开始运转工作了。
感应电机示意图
- 过滤器
一种更广泛常见的电感应用就是滤波的功能，滤波器用于过滤主要来自整流电路中交流分量的纹波。在任何滤波器中，电感和电容是主要部件：电感阻挡交流信号，而电容则是阻挡直流信号。滤波器有多不同种的类型，如串联电感滤波器、并联电容滤波器、LC滤波器、π型滤波器等。其中π滤波器因其出色的滤波能力而被经常使用，π滤波器是利用一个电感和两个电容来平滑的输出电压。
(a) 整流输出经过滤波器后输出了理想低通的变压电流; (b) 使用π滤波器作为滤波电路 (Source: tutorialspoint)
- 电磁继电器
电磁继电器主要是作为一种自动开关来使用；继电器有控制系统（输入回路）和受控系统（输出回路）， 它主要用来控制电流相当小的大电流系统。利用电磁感应原理进行控制的继电器被称为电磁继电器，电磁继电器基本上包含一个电磁铁和一个磁簧开关。当对电磁铁的线圈施加电压时，线圈中就会有电流流过，此时磁簧开关会因电磁感应而闭合（即ON）。不同类型的继电器可应用在电子、物联网、航太工程、医疗等行业中得到应用。
继电器示意图 (Source: www.saihs.edu.tw)
总结
其实还有诸多的电感应用没有在上述中提到，比如电路调节器、信号控制器、电流开关、频率接收器、稳压器等等。综合电感的原理及特性，简而言之可以视同为，在我们生活中电感几乎可以说是无处不在的被使用于任何需要用电来做功能驱动的地方！