电感器(线圈)是与电阻、电容器并称为三大被动元件的电子元件。利用线圈对电流所表现出的特性，在电源电路、一般信号电路、高频电路等中发挥着重要作用。

电流的磁效应与线圈

电流产生磁场，并对周围产生磁效应。这就是在1820年由奥斯特发现的"电流的磁效应"。由此可知，电流同向流动的平行导线相互吸引，电流逆向流动的平行导线相互排斥。为了检测该力的大小，安培制作了将导线设成方形并吊起来的装置。而且，安培还制作了将导线卷成圆柱形的线圈，将其称为螺线管。这是用于天线线圈等的螺线管线圈的鼻祖。当时还发现了流动电流的螺线管线圈表现出了与磁铁相同的性质。

产生电流的磁场与右手螺旋定则

磁力线的方向由"右手螺旋定则"决定。即，右螺钉的旋进方向与旋转方向分别为电流方向与磁力线的方向。

施加在平行导线上的力

流过平行导线的电流为同向的情况下，导线间吸引力发挥作用，为反向的情况下，排斥力发挥作用。

线圈与磁力线

电流流过线圈，则合成磁力线，贯通线圈内部。

右手定则

利用右手即可简单掌握电流与磁力线方向的方法。

电磁感应与线圈电感

与电流产生磁力线的电流的磁效应相反，磁通变化产生电动势的"电磁感应(electromagnetic induction)"现象是在1831年由法拉第发现的。例如，在环形铁芯上卷绕两个线圈，在一次侧线圈上连接电池，打开/关闭开关，则在二次侧的线圈产生电动势(感应电动势)，电流(感应电流)流动。该电磁感应现象称为互感。

互感

自感与线圈电感

单独的线圈也会产生电磁感应现象。当流过线圈的电流发生变化，则产生的磁通也发生变化，在线圈产生电动势。这被称为自感。其电动势(V) 以下式表示，并将比例定数L 称为自感。通常电感器(线圈)的电感就是该自感。

因开关的打开/关闭，流过线圈的电流发生变化，则磁通也发生变化，产生电动势(自感)。

楞次法则

"楞次法则"是可简单掌握由电磁感应产生的感应电流的方向的方法。是感应电流阻止磁通变化或电流变化并向维持原状态的方向流动的法则。这是所谓的"推亦被推，拉以被拉"的关系，与力学的反作用相似，因此也被称为反作用法则。

磁铁靠近线圈，则产生阻止磁通增加的方向上的反作用磁通的感应电流流动。

磁铁远离线圈，则产生阻止磁通减少的方向上的反作用磁通的感应电流流动。

线圈设计与电感

线圈的电感因线圈形状而异。例如，螺线管线圈（单层）的电感可通过以下公式求得。长冈系数（k）是由物理学者长冈半太郎博士引进的，是对线圈形状的修正系数。在截面积的半径为r、长度为l的线圈中，长冈系数为如下图表所示。2r/ｌ=0为无限长的线圈，其长冈系数为1，有限长度的线圈不足1。意思是如果截面积相同，则长度越短电感越低。

螺线管线圈的电感

增大电感的基本手法

从上式可知，如果线圈长度相同，则截面积越大，匝数越多，线圈电感越大。此外，如果电感値相同，通过将磁导率高的磁性体作为铁芯(磁芯)，由此能够令电感比空心线圈大幅增大。磁导率是表示磁通聚集的容易程度的指标，越是容易磁化的（磁化率高）的物质，磁导率越高 。

各类物质的相对磁导率

以物质的磁导率与真空的磁导率之比予以表示就是相对磁导率（无单位）。真空的相对磁导率为1，空气、水、铜、铝等弱磁性体（非磁性体）的相对磁导率也为1左右。与此相对，镍、铁、铁氧体、电磁钢等软磁性的强磁性体的相对磁导率达数百～10万以上。软磁性是指容易被外部磁场磁化且去除外部磁场则磁化消失恢复到原状态的磁性体的性质。

电容器与电阻、电感并称为三大被动元件，其年产量在世界范围内已达约2万亿个 。电容器中使用最广泛的是陶瓷电容器，同时，绝缘性和稳定性俱佳的薄膜电容器、以大容量著称的电解电容器等各类电容器，也凭借各自的优势与特点为人们所用。

电容器的原理与基本结构

电容器的基本结构是间隔对置的2个电极（金属板）。施加直流电压(V)到2个电极上，电子瞬间聚集到其中一个电极上，该电极带负电，另一个电极则处于电子不足的状态，带正电。该状态在撤去直流电压后依旧存在。即，在2个电极之间蓄积了电荷(Q)。在电极间插入电介质（陶瓷、塑料薄膜等），通过电介质的极化，蓄积的电荷增加。表示电容器蓄积多少电荷的指标叫做电容量(C)（简称容量）。

电容器的基本性质① "积蓄电荷"

电容器也被称为蓄电器，顾名思义，就是通过采用大面积的电极构造以及高电容率的电介质，从而能够蓄积大量电荷。 接通电源施加直流电压，则电流瞬间流向导线，对电容器进行充电；当电极间的电位差与电源电压相等，则电流不再流动，充电结束。充放电过程如下图所示。

电容器的基本性质②"阻直流，通交流"

电容器的电极被电介质阻隔，施加直流电压后，在充电过程中电流瞬间流过导线，但不会流到电介质的内部。即，电容器具有阻断直流的性质。连接交流电源，则电极板周期性地反复进行充电与放电，电场方向也会相应地发生改变。虽然不是在绝缘体内部出现电子移动，但实际上与流过交流电流相同，因此可视为电容器使交流电流通过。相对于通常的电流（传导电流），我们将该电流称为位移电流。

电容器的基本性质③"频率越高，电容量越大，交流电越容易通过"

"阻直流，通交流"是电容器的基本性质。但并非所有交流电都一样通过，通过的阻碍由交流电的频率与电容器的电容量决定。该交流电通过阻碍叫做容抗(X^C)。是电容器对交流电的阻抗，单位是欧姆[Ω]。电容器的容抗(X^C)以如下公式表示。

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在使用铝电解电容器时，有许多需要注意的点。
因为铝电解电容器在承载以下负荷时，将造成其特性急剧恶化。
  ○ 反向电压
  ○ 电压超过额定值
  ○ 纹波电流超过额定值
  ○ 急速充放电

此时，电容器可能产生大量热，内部气压上升，导致压力阀开启，内部气体喷出，漏液等。在某些情况下，伴随电容器损坏会有可燃物的进发，有可能导致爆炸和起火。

一、使用环境、安装环境以及额定性能的确认

请确认使用环境以及安装环境符合电容器的商品目录与缴纳规格书。

二、使用温度、纹波电流以及寿命

请在商品目录及缴纳规格书中规定的工作温度范围和纹波电流范围内使用。

  ○ 不要在高温（超过工作温度上限）下使用。
  ○ 不要让过电流（超过额定纹波电流）通过电容器。
  ○ 直流电压与纹波电压之和不能超过额定电压，并且不能施加逆向电压。

✓ 并联2个以上的电容器时，请考虑到电流的平衡。
✓ 铝电解电容端子间的纹波电压的变动幅度比较大时，视同于急速充放电的情况。
✓ 想据加速试验的结果，可以通过寿命推算公式来计算电容器的寿命。但是推算所得的寿命存在误差。不能作为保证蛋慢思：请以推算质得的结果作为参考，选择有足够使用寿命的电容器。

三、极性

电容器需区分极性使用。请不要施加反向电压或交流电压。在极性反转的电路中，请选择使用双极性电容器。但是，双极性电容器不可使用于交流电路。

极性的表示方法有以下5种。

  ○ 在主体侧面，有带状或箭头状标记的为阴（负）极。
  ○ 引线端子同方向型铝电解电容器，在引线未加工时，引线端子短的一方为阴（负）极。
  ○ 铝亮底面有印记表示的铝电解电容器，呈现[]形或是[ ▊]形印记的是阴（负）极。
  ○ 基板自立型（SNAP-IN型）或接头端子型（Lug Terminal型）铝电解电容器铆钉上刻有[]印记的为阴（负）极。
  ○ 螺栓端子型铝电解电容器的封口板上有正负极表示（+，一）。

四、充放电

请不要在重复急速充放电的电路中使用电容器。

五、施加电压

不要将过电压（超过额定电压的电压）施加于电容器。

串联2个以上的电容器时，请考虑到电压的平衡，并联插入分压的电阻。

六、电容器的绝缘

在以下情况，请将电容器与电路完全隔高。
  ○ 铝壳和阴极端子，阳极端子以及电路配线之间。
  ○ 自立型的无连接端子（增强强度用）和其他的阳极端子，阴极端子以及电路配线之间。

电容器的外装套管，不能保证绝缘性。请勿用于需要绝缘的地方。

七、使用环境的限制

请不要在以下环境中使用电容器。
  ○ 直接溅水，盐水，油或处于结露状态的环境。
  ○ 充满有害气体（硫化氢、亚硫酸、亚硝酸、氯气、氨气、溴等）的环境。
  ○ 有臭氯、紫外线及放射线照射的环境。
  ○ 振动或冲击案件超过商品目录或缴纳规格书规定范围的过激环境。

八、印刷电路板的设计

电容要配置/固定在线路板上时，请确认下列内容后再行设计。

○ 请确认电容器的端子间隙与印刷电路板孔间隙一致。

○ 设计时不可将配线及电路板延伸到电容器压力阀上方。带有压力阀的铝电解电容器被设计为，在施加反向电压、过电压或者流过的纹波电流超过额定值时，压力阀开启，放出含有电解液的高温气体。
    - 外壳的压力阀在工作时压力阀部分会膨胀。安装基板时不要接触到装置的上盖，参照下表空出一定的间隙。若不空出间隙，则压力阀不会工作。

○ 请不要在电容器的封口部下方进行电路配线。电解液具有导电性，万一漏出的电解液附着在基板上时，会由于腐蚀接点、漏电、短路等，有可能引起冒烟、着火。

○ 请不要在电容器周围及印刷电路板的另一侧（电容器的下方）配置发热部件。

○ 用于贴片电容器的印刷电路板，其焊盘设计请参照商品目景或缴纳规格书的规定进行。

九、电容器的短时间漏电流

给电容器施加直流电压后，漏电流就会流动，但是铝电解电容器比其他的电容器的漏电流要大很多，因温度、施加电压、施加时间的不同漏电流也随之发生变化。特别是，像2分钟值之类的在规定时间里不能达成的短时间的漏电流值的变动非常大，因此，包含机器的控制及判定的时间常数电路在使用时，与作为理论上的数值有很大的不同，要特别引起注意。像使用这样的电路时，对机器的精度要求方面请选择充裕的电容器。

十、其他

电容器的电特性会根据环境温度和使用频率的变化而变化。请在确认该变化量的基础之上进行电路设计。

○  在双面印刷电路板上安装电容器时，请不要在电容器下面设计多余的印刷电路板孔及正反面连接用贯通孔。

○  使用在有安全性要求的电子设备上时，需考虑电解电容器的故障模式，从设计上确保安全性。
    - 利用保护电路、保护装置提高系统的安全性。
    - 利用冗余电路，提高系统的安全性。

○  闪光灯用铝电解电容器只用于照相摄影闪光灯（电子闪光灯），不能用作其它用途。

铝电解电容器与其他的电容相比，具有体型小、容量大、对抗过高电压和逆向电压能力强的特征。在要求高性能和高信赖度的计算机、 导航仪技术以及影像设备、照相机闪光灯中得到广泛应用。