第1节 磁场和电感(修订中)
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每当电子流过导体时，就会在该导体周围产生磁场。这种效应称为_电磁 (opens new window)_。
磁场会影响原子中电子的排列，并且会导致物理力在空间中的原子之间产生，就像电场在带电粒子之间产生力一样。像电场 (opens new window)一样，磁场可以占据完全空白的空间，并影响远处的物质。
# 1. 场力和场通量
场有两种度量：场_力_和场_通量_。场_力_是场在一定距离内施加的“推动”量。场_通量_是通过空间的场的总量或效应。场力和通量大致类似于通过导体的电压（“推”）和电流（流动），尽管场通量可以存在于完全空白的空间中（没有电子等粒子的运动），而电流只能发生有自由电子移动的地方。
场通量在空间中可以被反对，就像电子的流动可以被电阻 (opens new window)反对一样。将在空间中产生的场通量的量与施加的场力的量成正比，除以对通量的反作用量。正如导电材料的类型决定了导体 (opens new window)对电流的比电阻一样，占据施加磁场力的空间的材料类型决定了对磁场通量的具体反对。
两个导体之间的电场通量允许在这些导体内积累自由电子电荷，而磁场通量允许在通过导体产生场的电子流中积累一定的“惯性”。
# 2. 使用电感器产生更强的磁场
_电感器_是设计用于通过以线圈形式塑造导线长度来利用这种现象的组件。这种形状产生的磁场比直线产生的磁场更强。一些电感器是用绕在自支撑线圈中的导线形成的。
其他人将电线缠绕在某种类型的实心芯材上。有时，电感器的磁芯是直的，而有时它会连接成一个环（方形、矩形或圆形）以完全容纳磁通量。这些设计选项都会对电感器的性能和特性产生影响。
电感器（如电容器）的原理图符号非常简单，只不过是代表盘绕导线的线圈符号。尽管简单的线圈形状是任何电感器的通用符号，但有时会通过在线圈轴上添加平行线来区分带磁芯的电感器。较新版本的电感器符号取消了线圈形状，取而代之的是连续的几个“驼峰”：
当电流在线圈周围产生集中磁场时，该场通量相当于存储能量，代表电子通过线圈的动态运动。线圈中的电流越大，磁场越强，电感存储的能量就越多。
由于电感器以磁场的形式存储移动电子的动能，因此它们的行为与电路中的电阻器（简单地以热量的形式耗散能量）完全不同。电感器中的能量存储是通过它的电流量的函数。
电感器存储能量作为电流函数的能力导致试图将电流保持在恒定水平的趋势。换句话说，电感器倾向于抵抗电流的_变化_。当通过电感器的电流增加或减少时，电感器通过在其引线之间产生与变化相反极性的电压来_“抵抗”_变化。
为了在电感器中存储更多能量，必须增加通过它的电流。这意味着它的磁场必须增加强度，根据电磁自感应原理，磁场强度的变化会产生相应的电压。
相反，要从电感器释放能量，必须减少通过它的电流。这意味着电感器的磁场强度必须降低，而磁场强度的变化会自感产生正好相反极性的电压降。
假设，在没有外部帮助的情况下，短路的电感器将保持恒定的电流速率：
然而，实际上，电感器自我维持电流的能力只能通过超导线实现，因为任何普通电感器中的线电阻都足以使电流在没有外部电源的情况下快速衰减。
当通过电感器的电流增加时，它会降低与电流流动方向相反的电压，充当功率负载。在这种情况下，电感器被称为正在_充电_，因为在其磁场中存储的能量越来越多。注意电压相对于电流方向的极性：
相反，当通过电感器的电流减少时，它会降低电压，以帮助电流流动的方向，充当电源。在这种情况下，电感器被称为正在_放电_，因为它的能量储存正在减少，因为它会将能量从其磁场释放到电路的其余部分。注意电压相对于电流方向的极性。
如果电源突然施加到未磁化的电感器上，电感器最初会通过降低电源的全电压来抵抗电流。随着电流开始增加，将产生越来越强的磁场，从源头吸收能量。最终电流达到最大水平，并停止增加。此时，电感器停止从源吸收能量，并在其引线上降低最小电压，而电流保持在最大水平。
随着电感器存储更多能量，其电流水平会增加，而电压降会降低。请注意，这与电容器的行为正好相反，其中能量的存储会导致组件上的电压增加！电容器通过保持静态电压来存储其能量电荷，而电感器通过保持通过线圈的稳定电流来保持其能量“电荷”。
导线缠绕的材料类型极大地影响了通过线圈的任何给定电流量产生的磁场通量的强度（以及因此存储的能量的量）。与铝或空气等非磁性物质相比，由铁磁材料（如软铁）制成的线圈芯在给定的磁场力下会促使产生更强的磁场通量。
# 2.1. 什么是电感？
电感器在给定电流量下存储能量的能力的量度称为_电感_。毫不奇怪，电感也是对电流变化的抵抗强度的量度（对于给定的电流变化率，将产生多少自感应电压）。电感用大写字母“L”象征性地表示，并以亨利单位测量，缩写为“H”。
# 2.2. 窒息VS。电感器
电感器的一个过时名称是 扼流圈，因其通常用于阻断（“扼流圈”）无线电电路中的高频交流信号而得名。在现代仍然使用的电感器的另一个名称是_电抗器_，尤其是在大功率应用中使用时。在您学习了交流 (AC) 电路理论，尤其是称为_感抗_的原理之后，这两个名称都会更有意义。
# 3. 总结
- 电感器通过降低对抗变化所必需的极性的电压来对抗电流变化。
- 当电感器面临增加的电流时，它会充当负载：在吸收能量时产生电压（电流入口侧为正，电流出口侧为负，如电阻器）。
- 当电感器面临减小的电流时，它会充当一个源：在释放存储的能量时产生电压（电流输入侧为负，电流输出侧为正，就像电池一样）。
- 电感器以磁场形式存储能量（并因此抵抗电流变化）的能力称为_电感_。它以_亨利_(H) 为单位进行测量。
- 电感器过去通常被称为另一个术语：扼流圈。在大功率应用中，它们有时被称为_反应堆_。
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