電感為什么可以儲存能量？

我們都知道電容能儲存電荷，也即電容可以存儲電能。

電感也是儲能元件，電感是如何存儲電能的呢？很多人不明白電感是如何進行存儲電量的。這個問題比較難解釋，所以不明白也是可以理解，這要根據電生磁、磁生電的原理才能說清楚的，只有明白這兩個概念的人，才能理解電感線圈儲能的原理。

差模電感

電生磁，即電流流過螺線管產生磁場，由丹麥物理學家奧斯特發現的電流磁效應而來。后來有許多的物理學家便試圖尋找它的逆效應，磁場能否產生電呢？

英國的物理學家法拉第發現了磁生電，并提出了有名的電磁感應定律。其實當時美國科學家亨利也是同時發現的，但也有文獻說比法拉第發現電磁感應現象還早，只是沒有即時發表成果，當時還是很認可亨利的成果，給電感量的單位為亨利。同時俄國的物理學家楞次總結大量實驗數據后，總結出一條判斷感應電流方向的規律，稱為楞次定律，至此磁生電才得以廣泛應用。

其實我可以舉個例子，就可以明白了。用“發條”來舉例，以前的機械表或小玩具里面就有發條，當我們用力將發條旋緊后，機械表就可以走很長一段時間，這個過程里面給發條旋緊其實發條就存儲了能量，然后發條再慢慢地釋放能量。

收緊發條-儲能-帶動齒輪-釋放能量可以理解為發條就是儲能元件。

玩具車發條

再來看電感，電感儲能在哪里呢？為增大電感量，電感都會有一個”磁芯“，磁芯是磁性材料，不同的磁性材料對磁場的儲存時間是不同的，比如鐵放在磁鐵上，再把磁鐵拿走，此時鐵上還會有磁性，并會保持一段時間，這就是鐵存儲了磁性。儲能部分就是這個磁芯，首先是電流流過線圈后在磁芯上產生磁場，從而磁化磁芯，使磁芯儲存了磁能，當無電流流過線圈時，磁芯釋放磁場能量。

高頻磁芯電感

磁芯在靜態時，內部可看成擁有大量的小磁極，并且各個磁極的方向是隨機的，不規律的。

磁芯內部磁極

當線圈通過電流后，磁芯被磁化，內部的磁極被統一方向，完成“電生磁”的過程。

磁芯被磁化

當線圈無電流后，無磁場進行磁化，此時磁極將回復原位，即磁場變化產生電流，完成“磁生電”的過程。

磁極回復原位

這就是電感存儲電能并釋放電能的過程，能量轉換是在磁芯內部完成的。

在快速能量轉換的場合，當然磁芯不能用鐵性金屬，因為鐵被磁化后，磁能釋放太慢，所以就會導致能量轉換太慢，無法實現能量的快速傳遞，常用的有鐵氧體、高頻磁條等，這些材料被磁化后能夠快速釋放磁能，比如用在開關電源的高頻變壓器，開關電源的開關管其開關速度很快，當然就得磁能快速轉換，能夠及時儲能并釋放能量，將變壓器原邊的能量傳遞到副邊。

而對于一些不需要能量快速轉換的場合，磁場能長期保存的也有其用途，比如以前的磁帶、磁盤的磁碟等，剛好利用磁芯被磁化后可以長期保存，這種磁性作為信號單元，就相當于數據保存。像硬盤的磁碟通常可以保存100年以上，其實就是磁場能夠保持這么長的時間，而半導體存儲單元是依靠內部電容的放電，故時間較短，大概也就10年以上。以前在市場上炒得火熱的固態硬盤，都說要替代傳統的磁性硬盤，這么多年過去了，也沒見被替代，反導以共存的形式存在，這就是所謂的傳統硬盤里還集成固態flash存儲器，如2T的硬盤+128G固態，系統用于大量快速數據交換時用128G固態區間，而不需頻繁操作的數據及資料則存放到磁碟硬盤。