电感

快速改变电流观察反电动势

用滑块增大线圈电流的变化率。慢慢改变电流与快速改变电流时，线圈产生的反电动势有何不同？电流恒定（变化率为零）时反电动势是多少？

磁惯性

给线圈通电流，其周围与内部就产生磁场(EM-13、14)，穿过线圈的磁通 Φ 随之积累。这磁通与电流成正比。一旦想改变电流，磁通也得随之改变，可线圈不情愿这种改变。正如重物不愿改变速度，线圈抗拒电流的改变。这种磁惯性的大小就是电感 L。

自感 L = NΦ/I

若线圈绕了 N 匝，磁通便以 N 重与电流交链。这磁链除以电流就是电感：L = NΦ/I。电流加倍则磁通也加倍，故 L 不变。L 不由电流或磁通决定，而由线圈几何——匝数、截面积、长度及内部填充材料决定。这与电容 C 由几何决定是完全相同的结构。

阻碍变化的反电动势

电流改变时磁通改变，而变化的磁通依法拉第定律(EM-20)产生电动势。对线圈，这电动势为 ε = -L dI/dt。负号是关键：电动势总是朝阻碍电流变化的方向产生（楞次定律）。想增大电流它就压制，想减小它就拉住。所以线圈中的电流不能突变，只能平滑变化。变化越快(dI/dt 越大)，反电动势越强。

线圈的能量

要增大线圈中的电流，就得逆着反电动势做功，这份功以能量储存：U = ½LI²。它与电容器的 ½CV² 极为相似。这能量存在于线圈所产生的磁场中(EM-19)。螺线管的电感为 L = μ₀N²A/l，与匝数平方成正比。用磁性材料填充会使 L 更大(EM-18)。所以电感在电子电路中用来平滑电流、短暂储能。

回到第一屏

在第一屏，慢慢改变电流时线圈的反电动势很小，越快改变越陡然增大，因为反电动势与变化率成正比：ε = -L dI/dt。电流恒定（变化率为零）时反电动势也为零。这个比例常数 L 就是线圈的磁惯性，即电感。L 不由电流而由线圈几何决定(L = NΦ/I)，线圈以这种惯性守护电流不被突然改变。

把线圈内部填上磁性材料（铁芯等），磁化使磁场增大 μ_r 倍，电感也随之增大——这是电介质增大电容的磁版。下一单元(EM-18 磁性体与磁化)讨论磁化 M 与相对磁导率 μ_r。线圈储存的 ½LI² 将在 EM-19 磁能中重看作场能。