第5节 电感怪癖 (修订中)
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在理想情况下，电感器 (opens new window)充当纯电抗器件。也就是说，它对交流电流的反对严格基于对电流变化的感应反应，而不是像电阻元件那样的电子摩擦。
然而，电感器的电抗行为并不是那么纯粹。首先，它们是由电线制成的，我们知道所有电线都具有可测量的电阻（除非它是超导线）。
这个内置电阻 (opens new window)就像它与线圈的完美电感串联一样，如下所示：
电感器 真实电感器的等效电路。
因此，任何实际电感器的阻抗始终是电阻和感抗的复杂组合。
使这个问题更加复杂的是所谓的_趋肤效应 (opens new window)_，即交流电倾向于流过导体横截面的外部区域而不是中间区域。当电子沿单一方向 (DC) 流动时，它们会利用导体的整个横截面积来移动。
另一方面，电子切换流动方向往往会避免穿过导体的最中间，从而限制了可用的有效横截面积。随着频率的增加，趋肤效应变得更加明显。
此外，用交流电激励的电感器的交变磁场可能会作为电磁波的一部分辐射到太空中，尤其是在交流电为高频的情况下。这种辐射能量不会返回到电感器，因此它表现为电路中的电阻（功耗）。
# 1. 电感器中的涡流
除了导线和辐射的电阻损耗外，铁芯电感器中还有其他影响，表现为引线之间的附加电阻。当电感器用交流电通电时，产生的交变磁场往往会在铁芯内感应出称为_涡流的循环电流_。
铁芯中的这些电流必须克服铁提供的电阻，铁的导体 (opens new window)不如铜好。涡流损耗主要通过将铁芯分成许多薄片（叠片）来抵消，每个薄片由一层薄薄的电绝缘漆隔开。
由于铁芯的横截面被分成许多电气隔离的部分，电流不能在该横截面区域内流通，并且不会（或很少）因这种影响而产生电阻损耗。
如您所料，金属电感磁芯中的涡流损耗以热量的形式表现出来。
这种效应在更高的频率下更为明显，并且可能非常极端，以至于有时在制造过程中被利用来加热金属物体！
事实上，这种“感应加热”工艺通常用于高纯度金属铸造操作，其中金属元素和合金必须在真空环境中加热以避免空气污染，因此标准燃烧加热技术将无用。
这是一种“非接触”技术，加热的物质不必接触产生磁场的线圈。
在高频服务中，涡流甚至会在导线本身的横截面内产生，从而产生额外的电阻效应。为了抵消这种趋势，可以使用由非常细的、单独绝缘的股线制成的特殊电线，称为李兹_线 (opens new window)_（_Litzendraht_的缩写）。
将股线彼此分开的绝缘层可防止涡流在整个导线的横截面积中循环。
此外，任何需要在电感器磁场 (opens new window)的每次反转时克服的磁滞都构成能量消耗，其本身表现为电路中的电阻。
一些磁芯材料（如铁氧体）因其滞后效应而臭名昭著。抵消这种影响的最佳方法是选择适当的磁芯材料并限制每个循环产生的峰值磁场强度。
总而言之，实际电感器的杂散电阻特性（导线电阻、辐射损耗、涡流和磁滞损耗）用“有效电阻”这一术语表示：
具有集肤效应、辐射、涡流和磁滞损耗的真实电感器的等效电路。
值得注意的是，集肤效应和辐射损耗同样适用于交流电路中的直线长度，就像线圈一样。通常，它们的组合效应太小而无法注意到，但在无线电频率上，它们可能非常大。
例如，无线电发射器天线的设计明确目的是以电磁辐射的形式耗散最大量的能量。
# 2. 品质因数（Q 因数）
电感器中的有效电阻可能是交流电路设计人员需要认真考虑的问题。为了帮助量化电感器中有效电阻的相对量，存在另一个称为_Q 因子_或“品质因子”的值，其计算如下：
符号“Q”与电荷（库仑）无关，这容易让人混淆。出于某种原因，当权者决定使用字母表中的相同字母来表示完全不同的数量。
“Q”值越高，电感越“纯净”。因为在需要时添加额外电阻非常容易，所以在设计方面，高 Q 电感器优于低 Q 电感器。理想电感器的 Q 为无穷大，有效电阻为零。
因为感抗 (X) 随频率变化，所以 Q 也会变化。但是，由于电感器的电阻效应（线趋肤效应、辐射损耗、涡流和磁滞）也随频率变化，所以 Q 不与电抗成比例变化。为了使 Q 值具有精确的含义，必须在特定的测试频率下指定它。
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