【導(dǎo)讀】很早以前做單片機時，知道馬達(dá)，繼電器一類電感線圈需要并聯(lián)一個反向續(xù)流二極管，防止電感產(chǎn)生的反向電動勢損壞線圈。近來突發(fā)思考，在考慮如何徹底 地理解這個反向電動勢的產(chǎn)生及方向問題，期間查閱了相關(guān)資料，也有了新的一些理解，糾正了以前的誤解。在此一并寫出，作為總結(jié)。
很早以前做單片機時，知道馬達(dá)，繼電器一類電感線圈需要并聯(lián)一個反向續(xù)流二極管，防止電感產(chǎn)生的反向電動勢損壞線圈。近來突發(fā)思考，在考慮如何徹底 地理解這個反向電動勢的產(chǎn)生及方向問題，期間查閱了相關(guān)資料，也有了新的一些理解，糾正了以前的誤解。在此一并寫出，作為總結(jié)。
一 如何理解電感的電壓和電感的自感電動勢
電路理論中提到的電感符號如下，給出了電壓和電流的方向.
并給出了電壓與電流的公式 u(t)=L di/dt， 電壓和電流參考方向關(guān)聯(lián)時，P>0則吸收能量，P<0則放出能量。
電感自感電動勢，ε＝-L di/dt。
現(xiàn)在如何理解電感電壓和電感自感電動勢公式不同的問題。實際上，電感電壓的推導(dǎo)是根據(jù)法拉第電磁定律來的，也就是與電感電動勢同出一轍，從本質(zhì)上講，電感的電壓就是其自感電動勢。那么為什么兩者公式有正負(fù)號之差呢？因為自感電動勢等同于電池內(nèi)部， 方向是從負(fù)極指向正極，與電流的方向相反。而電感電壓公式首先就是假定電流和電壓方向關(guān)聯(lián)，即參考方向一致，這樣一來，電感的公式就與電感自感電動勢有一 個負(fù)號之差了。但無論怎樣，最核心的基礎(chǔ)就是楞次定律，感應(yīng)電動勢的總是阻礙原電流的變化。如下圖，當(dāng)電流突然減小為0時，電感電壓的方向為紅色標(biāo)注。
圖1 電感的電流和電壓
有 人說，這樣講還是不太清楚。的確，從公式上去判斷自感反向電動勢的方向經(jīng)常容易出錯。下面讓我們拋開公式，從楞次定律出發(fā)去理解性地判斷電動勢的方向。如 圖1，假定流過電感的電流I增大，那么根據(jù)楞次定律，產(chǎn)生的電感電動勢要阻礙電流的增加，所以電感電動勢（自感電動勢）產(chǎn)生的電流和I相反，即從B到A， 根據(jù)電池的特性，感應(yīng)電動勢的方向為從A到B，即和電流的方向一致。電流減小時，感應(yīng)電流方向從A到B，感應(yīng)電動勢方向從B到A，即VB>VA。推 導(dǎo)就是這么簡單。這樣的結(jié)果與電感電壓公式是一致的。
二 從能量的角度理解感應(yīng)電動勢的方向
再讓我們從能量的觀點來理解感應(yīng)電動勢的方向。如圖1，當(dāng)電流增大時，可知外部電源輸出功率有增大的趨勢，又因電感有儲能作用，此時電感有吸收能量的趨勢，可以認(rèn)為外部電壓不變，吸收能量的結(jié)果就是減小電流，即阻礙電流的增加。這時電感相當(dāng)于一個被充電的電池， 其電動勢為從A到B。實際上，電感這種“充電電池”作用是阻礙不了電流的增大，最終被“充電的電池能量”轉(zhuǎn)換為磁場能（電流）了。當(dāng)電流減小時或突然降為 0時，那么電感的電池作用又顯現(xiàn)了，磁能要轉(zhuǎn)換為電能，這個電能就是電壓（反向電動勢），因為它有阻礙電流減小的趨勢，它勢必通過反向電動勢（好比電池電壓）來給外部電路供能量， 否則它的能量怎么辦？根據(jù)P＝UI，如果I很小，則U很大，也就是說假如電路斷路，電感電流突然變?yōu)?，則電感的感應(yīng)電動勢會非常大，其中能量也只能通過 輻射消耗了。因為這時電感的電動勢（電池）釋放能量的趨勢是維持電流的不變，所以感應(yīng)電流的趨勢是從A到B，感應(yīng)電動勢的方向則是從B到A。
