電感是導(dǎo)體的一種電氣特性，通過(guò)導(dǎo)體的電流在導(dǎo)體本身（自感）和附近的其他導(dǎo)體中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。由于電阻器是由導(dǎo)電材料制成的，因此它們也會(huì)表現(xiàn)出電感，這是一種不希望的寄生效應(yīng)。如果電阻器由形成線圈形狀的導(dǎo)線制成，則這種效果尤其明顯。根據(jù)應(yīng)用的不同，電阻電感可能很容易被忽略，尤其是在直流電路中。然而，寄生電阻電感在高頻交流應(yīng)用中可能是一個(gè)重要因素。其原因是電阻器的阻抗由于其電抗的增加而隨著施加的電壓頻率而上升。

電感器和電阻器

功率負(fù)載可分為兩種類型：實(shí)際（或電阻）負(fù)載和無(wú)功負(fù)載。實(shí)際負(fù)載用于將電能轉(zhuǎn)換為熱能。理想電阻器是純電阻負(fù)載，這意味著施加到電阻器上的所有電能都以熱量的形式耗散。另一方面，無(wú)功負(fù)載將電能轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)或電場(chǎng)，并在將其返回到電路的其余部分之前將其臨時(shí)存儲(chǔ)。無(wú)功負(fù)載可以是電感性的或電容性的。電感負(fù)載以磁場(chǎng)的形式存儲(chǔ)能量，而電容負(fù)載以電場(chǎng)的形式存儲(chǔ)能量。

因此，理想電阻器和理想電感器之間的主要區(qū)別在于，電阻器將電能作為熱量散發(fā)，而電感器將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)。理想電阻器的電抗為零，因此電感為零。不幸的是，電氣設(shè)備在實(shí)踐中并不理想，即使是最簡(jiǎn)單的電阻器也有輕微的寄生感抗。

電感線圈的電場(chǎng)

寄生電感

當(dāng)需要純電阻負(fù)載時(shí)使用電阻器；所以電感通常是一種不需要的副作用，在這種情況下，它被稱為“寄生電感”。所有實(shí)際電阻器都或多或少地表現(xiàn)出寄生電感，具體取決于電阻器的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。交流電路可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)模塊之間出現(xiàn)不需要的耦合，或者可能是導(dǎo)致高頻電路響應(yīng)發(fā)生改變的原因。電感問(wèn)題的根源可能是自感，即使電阻器遠(yuǎn)離其他導(dǎo)體也存在，或者互感，當(dāng)附近有其他高頻設(shè)備時(shí)觀察到。自感可能會(huì)使高頻信號(hào)失真，而互感可能會(huì)在信號(hào)路徑中引入噪聲。

由于其線圈形狀，螺旋線繞電阻器特別容易產(chǎn)生顯著的寄生電感。專為高頻使用而設(shè)計(jì)的電阻器由金屬膜制成，以避免產(chǎn)生線圈形狀并減少寄生電感。

電抗和電感計(jì)算

在交流電路中，電阻抗是在施加電壓時(shí)電路對(duì)電流通過(guò)的阻力的量度。它由以下公式給出：

Z=R+j·X

其中Z是阻抗，R是電阻，X是電路的電抗，j是虛數(shù)單位。在本文中，假設(shè)實(shí)際電阻器的寄生電抗是純感性的，并且這種電阻器的阻抗為：

Z=R+j·ω·L

其中ω是角頻率，L是電阻器的寄生電感。

從上面的等式可以看出，電阻的阻抗隨著電壓頻率的增加而上升，因?yàn)殡娮枳鳛殡娮韬碗姼写?lián)。這種增加通常可以忽略不計(jì)，但在某些應(yīng)用中卻相當(dāng)顯著。

寄生電感效應(yīng)發(fā)揮作用的應(yīng)用

寄生電感通常表現(xiàn)在性能較差的電阻器（如螺旋線繞電阻器）或其他非常高頻率的電阻器中。為了演示高頻問(wèn)題，讓我們檢查一個(gè)典型的220Ω箔電阻，電感為0.05μH，工作頻率為1GHz。

可以使用以下等式計(jì)算阻抗的大小：

|Z|=√R^2+(ω·L)^2

替換我們的值，我們得到：

|Z|=√(220)^2+(2·pi·0.05E-6)^2=383.5Ω

1GHz時(shí)的阻抗幅度為383.5Ω，比標(biāo)稱DC值增加了近75%。如果不考慮寄生效應(yīng)，工程師不會(huì)預(yù)料到這種變化。一般來(lái)說(shuō)，微波和射頻應(yīng)用對(duì)寄生效應(yīng)特別敏感。

審核編輯 ：李倩