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7大電感的實際應用產品
電感器以其在電子電路設計中的廣泛應用而聞名，透過這篇文章的講解，可以讓你了解電感應用的背景知識，包括應用在變壓器、儲能、磁珠、感測器、感應電動機、濾波器和電磁繼電器。
文章目錄
變壓器
變壓器是電源和電力系統中常見的電感應用，基本上變壓器由共享相同磁場的多個電感組成，用於改變系統的電壓水平。例如：變壓器可以將120V或240V的交流電轉換為筆記型電腦、智能手機或任何IoT物聯網裝置所需的另一個電壓等級。一個非常基本的變壓器包含原線圈和次級線圈，並且由於共享相同的磁通量變化ΔΦ，根據法拉第感應定律，次級線圈兩端的電壓等於原線圈兩端的電壓乘以(Ns/Np)，其中Ns是次級線圈的圈數，Np是原線圈的圈數。
(a) 變壓器 ; (b) 變壓器示意圖 (Source: Lumen Learning)
儲能
能量是可以存儲在電感當中的，當有電流流過電感時，感應磁場可以在電感中儲存能量，因此可以將電感視為一種儲能裝置。在一定時間（t）內存儲在電感中的能量可由下列算式中得出：
磁珠
磁珠雖然歸類為電感的一種，但與一般電感不同，磁珠是由磁性鐵氧體組成，而一般電感則由磁芯和線圈組成；磁珠的原理是將交流信號加熱，而普通電感存儲則是來自交流信號的能量，然後再緩慢的釋放。磁珠的阻抗在高頻時較高，例如一般在100MHz時為100Ω。因此它們適用於過濾高頻噪聲。磁珠通常用於電子設備，例如電腦、電視、通訊設備。磁珠的等效電路是由一個電感和一個電阻串聯，電感和電阻的值都與磁珠的物理長度成正比。
感測器
感測器是電感的一般應用，這種類型的感測器包含一個LC振盪電路，當任何金屬物體靠近感測器時，振盪電路內的線圈會感應到電磁反應，這樣的電磁感應將導致線圈中電流的變化。一旦變化被放大和檢測到時，感測器就會發動工作。有時候可以使用鐵磁芯來增強感測器的靈敏度。通常這類型的傳感式感測器常見運用在作為無需接觸即能偵測到附近存在物體的產品（鄰近感測器）。隨著智能工廠實際應用在航空、汽車、醫療保健、製藥、消費電子產品、倉儲自動化、工業製造等領域，感測器揭發揮關鍵作用。
感測器示意圖
感應電動機
市場上的電機種類繁多，而利用電磁感應來運轉的稱為感應電動機（也稱異步電動機）。當交流電向感應電動機的定子供電時就會產生磁場，然後在轉子中產生感應電流，進而產生轉矩。由於交流電源有正負循環，磁場的極性也會隨之變化，改變極性就會使磁場和轉子同時開始旋轉之後，那麼就等同於電動機開始運轉工作了。
感應電機示意圖
過濾器
一種更廣泛常見的電感應用就是濾波的功能，濾波器用於過濾主要來自整流電路中交流分量的紋波。在任何濾波器中，電感和電容是主要部件：電感阻擋交流信號，而電容則是阻擋直流信號。濾波器有多不同種的類型，如串聯電感濾波器、並聯電容濾波器、LC濾波器、π型濾波器等。其中π濾波器因其出色的濾波能力而被經常使用，π濾波器是利用一個電感和兩個電容來平滑的輸出電壓。
(a) 整流輸出經過濾波器後輸出了理想低通的變壓電流; (b) 使用π濾波器作為濾波電路 (Source: tutorialspoint)
電磁繼電器
電磁繼電器主要是作為一種自動開關來使用；繼電器有控制系統（輸入迴路）和受控系統（輸出迴路）， 它主要用來控制電流相當小的大電流系統。利用電磁感應原理進行控制的繼電器被稱為電磁繼電器，電磁繼電器基本上包含一個電磁鐵和一個磁簧開關。當對電磁鐵的線圈施加電壓時，線圈中就會有電流流過，此時磁簧開關會因電磁感應而閉合（即ON）。不同類型的繼電器可應用在電子、物聯網、航太工程、醫療等行業中得到應用。
繼電器示意圖 (Source: www.saihs.edu.tw)
總結
其實還有諸多的電感應用沒有在上述中提到，比如電路調節器、信號控制器、電流開關、頻率接收器、穩壓器等等。綜合電感的原理及特性，簡而言之可以視同為，在我們生活中電感幾乎可以說是無處不在的被使用於任何需要用電來做功能驅動的地方！