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SI 基础 2019 · 电流惯性的单位
ZH 36 种语言
Symbol plate SI-D-13 H 大写、正体别和磁场强度 H 弄混
单位档案 SI 导出 · 电感 第 1 / 1 页 · 修订 2026-08

亨利

SI 导出单位 · 量:电感

符号 H · Гн
用 SI 单位表示 Wb/A = V·s/A
经由基本单位 kg·m²·s⁻²·A⁻²
以谁命名 Joseph Henry, 1797–1878
名称确定 IEC 1893 · CGPM 1948
已完成译本 36 / 36
换算成微亨和厘米 开关为什么打火
01 · 定义

亨利是这样一个回路的电感:其中电流以每秒一安培的速度变化时,感应出一伏的电压。等价的定义:一安培电流在其中产生一韦伯磁链的电感。

电感是电流的惯性。正如质量抗拒速度的改变,电感抗拒电流的改变:既不能让它瞬间跑起来,也不能让它瞬间停下。开关里的火花就是从这儿来的——断开的那一刻,电流还会顺着空气再走一瞬。

断开一个带线圈的电路——电流会试着从空气里继续走:触点上会闪出电弧。所以每个继电器、每台电动机旁边都坐着一只续流二极管:让电流自己闭合、无火花地熄灭。

形式上
1 H = 1 Wb1 A = 1 V·s1 A    u = Ldidt    W = L I²2一亨等于每安培一韦伯,也等于每安培一伏秒;线圈上的电压等于电感乘电流的变化速率;储存的能量等于电感的一半乘以电流的平方
第三式与动能是直接的类比:电流扮演速度的角色
1.26 µH
磁常数,H/m
1 µH
一米普通导线
随匝数增长
断开电路——电压就冲上去 100 µH
电源 线圈 开关 线圈里的电流 断开 时间500 µs
一个 τ——电流到了 63 % 虚线——电流已被切断
电感 电阻器
100 µs
时间常数
50 µJ
1 A 电流下的能量
100 V
1 µs 内断开时的尖峰
几十上百伏——没有东西护着,触点就烧掉了
铁芯被吸进绕组里
电感按匝数的平方增长

把匝数加倍,电感就变成四倍:匝既产生磁通,又与磁通相交链。铁氧体或钢芯还能再添上千倍,但只到饱和为止——过了饱和,电感又跌回空心线圈的数值。

02 · 换算

输入一个电感——档案会把它按单位拆开

真实的元件活在微亨和毫亨里。在 CGSM 制中,电感跟 CGSE 制里的电容一样具有长度的量纲:绝对亨就干脆叫厘米。老一辈工程师说线圈有多少厘米,说的不是它的尺寸,而是它的电感。

L 和 C 给出频率 收音机的谐振回路

与电容器搭配,电感决定谐振回路的频率——正是那个把收音机调到某个电台上、用了一百年的回路。当年转动的是电容器:可变电容比可变电感好做得多。

换算表
1 H = 1 H
单位名称数值常见于何处
H 亨利,SI 单位 1 亨利,SI 单位
mH 毫亨 1000 毫亨
µH 微亨 1000000 微亨
nH 纳亨 1000000000 纳亨
pH 皮亨 1000000000000 皮亨
Wb/A 每安培韦伯——就是同一回事 1 每安培韦伯——就是同一回事
V·s/A 每安培伏秒 1 每安培伏秒
Ω·s 欧姆秒:定名之前的工作写法 1 欧姆秒:定名之前的工作写法
abH 绝对亨,CGSM:也叫电感的厘米 1000000000 绝对亨,CGSM:也叫电感的厘米
stH 静电亨,CGSE 0 静电亨,CGSE
50 Hz 时的感抗
31.4 mΩ
与 100 nF 谐振
1 Ω
哪里有这么大的电感
扼流圈

第二式是通过韦伯的定义:一亨就是每安培一韦伯。第三式是绕组磁场里储存的能量。

03 · 数量级
从一条走线到一座储能装置

毫亨:继电器绕组、耦合变压器

50.1 mH
1 A 电流下的能量: 25.1 mJ · 继电器绕组
pH
nH
µH
mH
H
kH
04 · 测量仪器

用什么测量电感

LCR 测量仪 · 麦克斯韦电桥 · 靠谐振 · 标准线圈
102 µH 已知频率的电流
LCR 测量仪

它加上一个正弦波,再按相移把阻抗的无功部分和有功部分分开。结果与频率、与偏置电流有关:带铁氧体的线圈在一千赫和一兆赫下量出来不一样,所以标值时要连测试条件一起写。

线圈是拿电容来比的
麦克斯韦电桥

它用标准电容器和电阻去平衡一个未知电感:线圈不是跟另一个线圈比,而是跟电容比,而电容更容易做得准。这是经典的实验室方法,不确定度在百分之几百分点。

谐振 响应的峰
谐振法

把线圈和一个已知电容器接在一起,找出回路振铃的频率。电感由汤姆孙公式得出——这是最容易上手的方法,只需要一台信号源和一台示波器,对纳亨来说也是唯一可行的一种。

由几何尺寸算出
标准线圈

在熔融石英圆柱上绕一层线,尺寸量到微米:它的电感由几何尺寸和磁常数算出来,根本不用测。在转向量子基准之前,单位正是这样定下来的。

05 · 书写规则

大写 H——不是「亨利们」

大写 H 表示单位,小写 h 是小时,那是 SI 之外的。名称在正文里用小写,虽然它来自一个姓氏。同一个公式里,H 挨着斜体 L 也不会混:量排成斜的,单位排成正的。

正确
100 µH
4.7 mH
L = 2 H
错误
100 uH
4.7 mHy
2 个亨利

量的符号是斜体 L,单位的符号是正体 H;俄文符号是 Гн。公式里的大写 H 已经被磁场强度占着了,所以同一行里靠字形区分:量是斜的,单位是正的。

06 · 相邻单位

亨利是法拉的反面:一个量抗拒电流的改变,另一个抗拒电压的改变。合在一起它们定下回路的频率;分开时它们各自抹平纹波——线圈在电流的路上,电容器横在旁边。

两个绕组的互感记作 M,也用同样的亨利来量。在变压器里它小于两个自感的乘积:差出来的正是那部分绕过了第二个绕组的磁通。

Wb
韦伯
每一安培的磁通
H
亨利
电感
F
法拉
回路的孪生量
L = ΦI    XL = 2π f L    f = 12π√LC    τ = LR电感是单位电流所对应的磁链;感抗随频率增长;回路的频率与电感和电容乘积的平方根成反比;储存的能量等于电感的一半乘以电流的平方

Simetrium 的档案中 与亨利相邻的是 韦伯安培 出自定义的, 法拉 作为回路的成对量, 欧姆 出自时间常数的,还有 赫兹——共振频率就用它来表示。

亨利合上了磁学这一家:韦伯除以安培。与欧姆相配给出秒,与法拉相配给出谐振频率。电感和电容互为镜像:一个抗拒电流变化,一个抗拒电压变化。

07 · 历史部分

第二个发表的发现

档案 · 1831 → 1948
奥尔巴尼 · 1831
1000 kg
吊起一吨的电磁铁

约瑟夫·亨利用绝缘导线缠住一段铁弧——绝缘是他从妻子裙子上买来的丝带做的——得到了一块能吊起一吨的磁铁。这位来自奥尔巴尼的中学教师后来成了史密森学会的第一任秘书。

奥尔巴尼的一位中学教师
1832
自感
晚了一年

1832 年,约瑟夫·亨利在断开一个带电磁铁的电路时注意到火花,明白了线圈会在自身里感应出电压。他在实验记录本上写下这个现象比法拉第还早,发表却晚了——于是感应的优先权留给了那位英国人。

一场没有胜者的优先权之争
芝加哥 · 1893
H
在大会上得到的名字

芝加哥国际电工大会把电感的单位命名为亨利——同时定下的还有另外几个实用单位。那时他已经去世十五年,这个名字给了一个输掉优先权之争、却没有输掉同行敬意的人。

电感单位最早的名字叫象限:一千万米,地球子午线的四分之一。在同一届通过欧姆和伏特的大会上,它被亨利取代了。

史密森学会第一任秘书
CGPM · 1948
Wb/A
进入了体系

第九届国际计量大会把亨利和韦伯、特斯拉一起纳入实用单位体系。CGSM 制那个等于一纳亨的“电感的厘米”,又在手册里留了二十年。

1 cm = 1 nH
亨利 1831 年的磁铁:丝绸绝缘让匝可以绕得又密又分好几层
计量学札记

一个算出来、而不是量出来的单位

2019 年以前,亨利是靠计算复现的。磁常数被精确固定为四π乘十的负七次方亨利每米,单层绕组的电感只由它的几何尺寸决定。重新定义之后,这个常数改为测量,而基准转而依托量子霍尔效应。

磁常数 µ₀ = 1.256 637·10⁻⁶ H/m,就是每米多少亨利:真空的电感。2019 年以前它是精确数 4π·10⁻⁷;如今改为测量,末几位还在细化。

能量在线圈和电容器之间来回滚——回路在振铃
目录 · 计量单位

每个量都有一份档案

七个国际单位制基本单位、二十二个有专名的导出单位,以及工程和日常都离不开的非国际制单位。每个单位一页:定义、换算、仪器、书写规则。共 36 种语言。

7
基本
22
导出
36
种语言

有专名的 SI 导出单位

亨利档案已打开

SI 基本单位

赭色的是组成亨利的四个单位
m
长度
kg
千克
质量
s
时间
A
安培
电流
K
开尔文
温度
mol
摩尔
物质的量
cd
坎德拉
发光强度

其他记法里的电感

Gs
高斯,CGS,10⁻⁴ T
kGs
千高斯
γ
伽马 = 纳特斯拉
Oe
奥斯特,CGS 里的磁场强度
Wb/m²
每平方米韦伯 = 特斯拉
T
特斯拉——SI 单位
本档案的其他语言版本
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全部 36 种语言

档案语言

36 种语言。符号 H 是国际通用的,可数值写在图纸上的方式却不一样:100µ、100uH 和 0.1mH 指的是同一件事,翻译时档案会把它们统一成一种写法。

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