線圈是指用電導體（例如電線）繞成多圈螺旋形的裝置。電機工程學中有許多領域會用到線圈，會用在電流和磁場有互動作用的應用中，像電動機、發電機、電感元件、電磁鐵、變壓器等電子裝置，或是磁共振成像機器中用到的偵測線圈。線圈上的電流會產生磁場，若線圈附近有磁場，使線圈中心有隨時間變化的磁場，也會讓線圈上產生電動勢（電壓）。 依照安培環路定律，導體上的電流會產生圓形分佈的磁場。線圈的好處是可以提昇電流所產生的磁場強度。每一圈導體產生的磁場都會透過線圈中心，而且會疊加，因此會產生較大的磁場。線圈的圈數越多，磁場就越強。另外，根據法拉第電磁感應定律，變化的外加磁通會在導體（例如電線）上感應電壓。若將導體配置成線圈，磁力線會多次透過電路，因此感應電壓會增加。 線圈產生磁場的方向可以用右手定則來確認。若右手的四隻手指抓住線圈，而手指是往電流流動的方向，則拇指指向方向即為透過線圈磁場的方向。 在電機和電子裝置中，有許多不同種類的線圈。 繞組和抽頭 組成線圈的電線或是導體稱為繞組（winding）。線圈中心的部份稱為磁芯 （core）或磁軸（magnetic axis）。每一圈的導線稱為一匝。繞組中的導體會互相接觸，但其外層需要包覆不導電的絕緣體（如塑膠或是瓷漆），以免各圈之間短路。導線的終端會拉出來，接到其他外部電路，除了頭尾兩端外，繞組中也可能有其他部份有端子可以接到外部電路，這稱為抽頭（taps）。若繞組中間處有一個抽頭，則稱為中心抽頭（centertapped）。 線圈中可能會有多組彼此絕緣的繞組。若在同一個磁軸上有二個或多個繞組，這些繞組稱為電感耦合（inductively coupled）或磁耦合（magnetically coupled）。一個繞組上的時變電流會產生時變磁場，並傳遞到其他的繞組，讓其他繞組產生時變電壓，這就是變壓器。產生磁場的繞組稱為一次繞組（primary winding），其他感應電壓的繞組稱為二次繞組（secondary winding）。 磁芯 許多的線圈裡會有磁芯，是為了增加磁場，線上圈中間置入的鐵磁性或亞鉄磁性材料。透過線圈的電流會讓磁芯磁化，磁化的磁芯所產生的磁場會和線圈產生的磁場疊加。鐵磁性磁芯可以讓磁場和電感提昇數百到數千倍。鐵氧體磁芯是指由鐵氧體（亞鐵磁性陶瓷材料）為材料的磁芯的通稱。鐵氧體磁芯在高頻時的鐵損較低。 若線圈的磁芯形成封閉迴路，或是隻有很窄的氣隙，這種線圈稱為封閉式磁芯線圈（closedcore coil）。這種磁芯提供了磁力線的封閉路徑，可以讓磁阻減到最小，產生最大的磁場，常用在變壓器中，但會因為導磁材料的特性，而有磁飽和的問題。 環形磁芯線圈也是常見的封閉式磁芯線圈，其磁芯為環形，磁芯截面可能是圓形或是長方形。此外形可以讓漏電感降到最低，其電磁幹擾（EMI）影響也最小。 若線圈的磁芯是棒狀或是其他非封閉的形狀，稱為開放式磁芯線圈（opencore coil），其磁場和電感都比封閉式磁芯線圈要低，但可以避免材料的磁飽和。 若線圈內沒有磁芯，則稱為空心線圈或 aircore coil，這也包括將塑膠或其他沒有磁性的物質放線上圈中央，其導磁效果和線圈內只有空氣是一樣的。 線圈 線圈可以以其設計運作的電流頻率來分類，這也會影響線圈選用的磁芯材料： 直流線圈或電磁鐵是指其繞組上的主要電流為穩定的直流。 聲頻（Audiofrequency，簡稱 AF）線圈、電感或是變壓器是指其繞組上的主要電流是交流電，頻率在範圍（小於 20 kHz）。 射頻（Radiofrequency，簡稱 AF）線圈、電感或是變壓器是指其繞組上的主要電流是交流電，頻率在射頻範圍（大於 20 kHz）。 線圈也可以依其功能來分類，以下即為一種分類，不過也有些線圈無法放在這些分類裡。 電磁鐵 電磁鐵是用來產生磁場的線圈，常用在要用磁力驅動其他物體的應用，或是要抵消已有的背景磁場。以下是一些特殊的電磁鐵： 螺線管：由長條型中空螺旋線圈製成的電磁鐵。 亥姆霍茲線圈、麥克斯韋線圈：用來抵消外部磁場的空心線圈 退磁線圈：可以去除其他已有磁性物質的磁性 ：電動式揚聲器中使用的線圈，位在磁鐵的兩極之間。當透過線圈時，線圈會振動，讓揚聲器產生聲波。動圈式麥克風則利用其反向的原理，用像是之類的物體接收聲波，再將振動傳遞到在磁場的音圈裡，音圈會將振動轉換為電壓。 電感元件 電感元件或電抗器是會產生磁場，使線圈本身感應反電動勢，抵抗線圈上電流變化的元件。電感元件也是電子電路中的元件之一，用來抵抗電流變化或是暫時儲能。以下是一些特殊的電感元件： 諧振線圈 LC 電路中用的電感器。 扼流圈 在電路中阻斷高頻交流電流，讓低頻交流電流或直流電流可以透過的電感器。 增加天線上電感的電感器，目的是使電路共振，或是避免訊號扭曲變形。 可變電感器（Variometer） 是兩個串聯線圈組成的可調整電感，由一個外層的靜止線圈以及內層的二次側線圈組成，內層線圈可以旋轉，使兩個線圈的磁軸同向或是反向。 回掃變壓器 雖然名為「變壓器」，不過是開關模式電源中儲能的電感器，也用在 CRT 電視以及螢幕的水平偏轉電路。 有鐵芯的電抗器，利用輔助繞組提供直流控制電壓，以調整鐵芯的飽和程度，控制交流電輸出。 鎮流器 氣體放電燈（例如螢光燈）電路中使用的電感，用來限制燈泡裡的電流。 變壓器 變壓器是由數個磁耦合的繞組組成的電子裝置。其中一次側繞組上的時變電流會產生磁場，並且讓其他繞組（稱為二次側繞組）上感應電壓。以下是一些變壓器的分類： 輸電網路中的變壓器，將架空電纜上的高壓電轉換為使用者需要的低壓電。 自耦變壓器 只有一個繞組的變壓器。在繞組中間有接線（抽頭）接到外部電路，一次側和二次側的參考點相同，可以視為是一次側和二次側沒有隔離的變壓器。 其磁芯為環形的變壓器，此外形可以減少漏磁、也可以減少電磁幹擾。 感應線圈或 有振動斷路器（interrupter）的早期變壓器，其斷路器可以切斷一次側電流。 用在內燃機的電感線圈，可以產生高電壓脈衝，啟動火花塞，讓燃料燃燒。 換衡器：在平衡傳輸線和不平衡傳輸線之間轉換的變壓器。 有二股緊密排列的股線繞成的線圈。若同相位交流電流從同向流入，磁通量會相加，但若同相位交流電流從反向流入，磁通量會抵消，讓磁芯的磁通為零，因此磁芯上的第三個繞組就不會感應電壓。此元件會用在漏電保護器中，也用在用在射頻使用的低感量繞線電阻。 用在的變壓器，用途為阻抗匹配。 特製的三繞組音訊變壓器，用在電話電路中，進行和之間的轉換。 電力機械 thumb 交流整流子電動機定子上的場線圈 像電動機和發電機的電機其中有一組或多組繞組，配合旋轉磁場在動能和電能之間進行轉換。多半會有一個繞組傳遞機器大部份的動力（電樞），另一個繞組提供磁場（場線圈），若繞組是在轉子上，會有電刷或滑環連線繞組和外部電路。 在非同步電動機中，轉子電流的產生是因為轉子轉速略慢於定子產生旋轉磁場，因此產生的電流。 感測器線圈 感測器線圈是在時變磁場訊號和電子訊號之間進行轉換的線圈。分類如下： 拾出線圈或是感測器 用來偵測外部的時變磁場。 電感式感測器 感應磁場或是鄰近鐵質物品的線圈。 在磁儲存媒體（例如磁帶或硬碟）上產生磁場以寫入資料的線圈，此線圈也可以讀取磁儲存媒體內的資料。 感應加熱線圈 產生渦電流加熱物件（感應加熱）的交流線圈。 當作天線的線圈，將無線電波轉換成電流。 量測交流電流用的環形線圈。 拾音器 在電吉他或低音吉他中接收聲音，轉換為的裝置。 通量閘（Flux gate） 磁強計中使用的感測線圈。 留聲機中使用的感測器，在播放黑膠唱片時利用線圈將唱針的振動轉換為聲音訊號。 繞組技術 繞組技術是製作線圈繞組的相關技術，會配合應用需求，設計繞組的外形和尺寸。繞組的設計會大幅受到電感、品質因子、工作頻率、絕緣強度以及期望磁場強度等引數的影響。繞組技術可以依繞組的種類以及外形來分為幾組。繞組技術的量產會用自動化機械。 相關條目 參考資料 延伸閱讀 Querfurth William Coil winding a description of coil winding procedures winding machines and associated equipment for the electronic industry 2d ed Chicago G Stevens Mfg Co 1958 Weymouth F Marten Drum armatures and commutators theory and practice a complete treatise on the theory and construction of drum winding and of commutators for closedcoil armatures together with a full résumé of some of the principal points involved in their design and an exposition of armature reactions and sparking London The Electrician Printing and Publishing Co 1893 Coil winding proceedings International Coil Winding Association Chandler R H Coil coating review 197076 Braintree R H Chandler Ltd 1977 外部連結 Coil Inductance Calculator Online calculator for determining the inductance of singlelayer and multilayer coils R Clarke Producing wound components Surreyacuk 2005 October