提問者說兩段相同的導線，一個繞在鐵芯上，製作成帶鐵芯的線圈，另一個直接製作成空心線圈，然後將它們分別接於交流電中，結果空心線圈出現短路，而帶鐵芯的線圈卻未出現短路。之所以出現這種情況，是因為兩個線圈的電感量不一樣所致。▲ 空心電感線圈。

上圖是一個直接用漆包線繞制而成的空心線圈。▲ 帶有磁芯的電感線圈。

上圖是一個帶有磁芯（亦可以是鐵芯）的電感線圈。

我們知道，一個空心的電感線圈，在其匝數不變時，只要插入磁芯或鐵芯，其電感量就會增大，也可以說，在電感量相同時，線圈帶有鐵芯或磁芯時可以減少線圈的圈數，故我們看到的各種電感量較大的線圈一般都是繞制在磁芯上，這樣只要較少的圈數即可達到所需的電感量。一般只有那些超高頻電路中用的電感量在幾μH的電感線圈才製作成空心線圈。

下面我們再來說一下為何兩個電感量不一樣的線圈透過相同頻率的交流電時，空心線圈為何會發生短路？

我們知道，電感線圈對交流電存在著感抗XL，其計算公式為XL＝2πfL。由公式可見，交流電頻率越高，電感量越大，則線圈的感抗就越大。假設提問者製作的空心線圈的電感量為0.1H，而帶鐵芯的線圈的電感量為1H，所用的電壓為AC220V，頻率為50Hz，按上述公式計算，兩個線圈的感抗XL分別為31.4Ω和314Ω，若將這兩個線圈分別接入AC220V，則流過兩個線圈的電流分別為7A和0.7A。由此可見，插入鐵芯的線圈之所以未出現短路，是因為插入鐵芯後，線圈的電感量增大了，具有較高的感抗，故不會出現短路。

題目所描述的情況其實是兩種不同形式的電感的感抗問題。導線繞在鐵芯上代表的是繞有鐵芯的電感；直接圈起來的是無鐵芯電感。一般來說，帶有鐵芯的電感都是電感量比較大的，而無鐵芯的電感的電感量是比較小的。

我們知道，電感在交流電路中，其感抗與交流電的頻率、電感量是相關的，感抗計算公式為：

XL＝2πfL

從式中可以看出，電感量與頻率、電感量是成正比的。在頻率一定的情況下，感抗的大小取決於電感量的大小。從前面的分析可以看出，無鐵芯的線圈電感量要小於帶鐵芯的電感量，所以，無鐵芯的感抗要小於帶鐵芯的感抗。在所加的電壓相同時，無鐵芯電感流過的電流更大。

所以，在相同電壓的情況下，無鐵芯的電感即單純的線圈更容易被燒壞。

兩段導線，一段纏繞在鐵上，一段直接圈起來。分別通電時，為什麼圈起來的會短路？纏在鐵上的不會短路？

我的回答

這主要是直接圈起來的線圈和纏在鐵上的線圈它們對電流的阻礙作用不一樣，即感抗不一樣。

理由分析

我們都知道電線有電阻，所以電流透過電線時，電線會對電流有阻礙作用。如果把電線繞成線圈，那麼線圈對電流的阻礙作用分為兩部分：一部分為導線電阻，我們把它稱為阻抗；另外一部分為線圈的電感效應，稱之為“感抗”。

導體電阻大小和導線材料（電阻率）、導線長度、橫截面積、溫度等有關。導線電阻計算公式如下：

其中，R表示電阻大小，P表示電阻率，L表示導體長度，S表示導體截面積。

電感效應和透過線圈電流頻率及電感量有關。感抗計算公式如下：

XL＝2πfL

其中，XL表示感抗，π表示電阻率，f表示電流頻率，L表示電感量。

電感量計算很複雜，它的大小和線圈面積、線圈匝數、繞線方向、電線大小、磁芯材料等因素有關。同樣一個線圈，有鐵芯時的電感量比空心時的電感量要大幾百倍，甚至上千倍。具體多少倍跟鐵芯導磁率有關。所以用同一條電線繞成線圈，當線圈內放有鐵芯時對電流的阻礙作用比空心時要大很多。

當給空心線圈和鐵芯線圈兩端分別加上相同的電壓時，有鐵芯的線圈電流要小。當兩端所加的電壓頻率越高，這種現象越明顯。如果兩端加的電壓是直流電壓，那它們的電流相等，因為直流電的頻率為了，感抗消失，只有阻抗存在。

應用舉例

在電子電路中，經常需要用到非常低的電壓。如果直接把220V交流電透過變壓器降低，然後再整流、濾波變成直流電的話，效率比較低，而且變壓器線圈需要很多匝（用來提高電感量）。

為了節約材料、縮小變壓器體積、提高效率，通常的做法就是先把220V交流電先整流濾波變成電壓較高的直流電，然後再透過電晶體逆變成高頻交流電，再把高頻交流電透過變壓器降低電壓，最後整流濾波以後變成低壓直流。

還有比如接觸器。線圈電壓是直流電壓的接觸器比交流電壓的接觸器匝數要多的多，這就是因為接觸器線圈對直流電的阻礙作用只有電線電阻，而接觸器線圈對交流電的阻礙作用除了電線電阻以外還有感抗，並且感抗對電流的阻礙作用比電阻對電流的阻礙作用要大得多。

電感

電感就是把導線繞成圈，它是一種儲能元件也就是把電能儲存起來。所以在電子電路和繼電器電路中都能見到它。電感有個很大特點，那就是當通入直流電時電感對直流電來說相當於導線一樣阻值非常小（近似於短路）；但是電感對交流電來說就呈現很大的電阻值，並且這個電阻值隨著電流的頻率增大其電阻值也在增大。所以我們在電子電路中可以用電感作為濾波的元件。另外在其它方面也還可以作為諧振、繞制變壓器、繞制電動機繞組等。

空心電感和鐵芯電感

我們知道雖然纏繞在鐵芯上和直接圈起來都是電感，但是它們的電感量（亨利H）是不一樣的。對於空心電感來說它是由導體繞制在非磁導體上的，這種電感的電感量是非常小的；另一種是把導線纏繞在鐵芯或者鐵氧體上的，這種繞制電感的特點是其電感量非常大，我們又知道在通電頻率一定的情況下其感抗值的表示式為2πfL，由此可見空心的電感其阻抗值特別低，根據歐姆定律U/XL來說透過它的電流值肯定很大，所以說空心電感通入電流時會產生短路的現象。對於帶鐵芯的情況就不同了，由於加了鐵芯其電感值增大許多，通入電流後阻抗值很大所以電流就小不會發生短路的情況。

能量是守恆的，不會無中生有也不會無端消失

初中物理我們都學過歐姆定律I=U/R。當電壓是固定時，透過導線的電流與導線的電阻成正比（當然，我們假設電源能提供的能量是無限的）。線圈其實就是電感，電感有著阻礙電流變化的功能，它的主要引數是電感量，線圈會不會產生短路，就要看線圈阻礙電流透過的能力了，在直流電使用時，要看線圈的直流電阻，在交流電使用時要看線圈的感抗大小。

線圈的電阻值和感抗與什麼因素有關？

線圈的電阻值與導線的電阻率有關，同樣大小的導線，導線越長，它的電阻就越大了。

線圈感抗與供電電源的頻率、線圈的電感量有著正比的關係。電感（線圈）的計算公式是：XL＝2πfL。線圈繞在鐵芯上電感量會增大，電感量L=N*N/Rm,Rm為鐵芯的磁阻，鐵芯的磁阻越小，電感量就會越大，磁阻大小跟材料是有關係的，如果你用一個木棒或者塑膠代替是沒有用的，因為它不是磁性材料，它是磁阻是非常非常大的。鐵芯是磁性材料，磁導率較大，磁阻很小，加入鐵芯可以大大提升線圈的電感量。

線圈繞在鐵上為什麼不會短路

電磁鐵就是將線圈繞在鐵上的，當線圈通電後，鐵就就為磁鐵了，產生磁力。線圈通電分為兩種情況，交流電和直流電。在交流電環境下，交流電頻率越高，線圈的感抗就越大，阻礙電流透過的能力就越強，越不容易短路。在直流電環境下，如果繞在鐵上的線圈太少，其實它也是會短路的，因為它的直流電阻太小了。像繼電器內部的線圈，它的直流電阻一般都有幾十歐姆到幾十歐姆，正常使用時，電流只有幾十毫安，最多是幾百毫安。

在讀初中的時候我們都做過電磁鐵的實驗吧？往鐵釘上繞漆包線，然用用電池通電，就可以吸附另外的鐵釘了。大家可以試試圈燒繞少一點，就會發現電池發熱很嚴重了，因為電池提供不了那麼大的電流，產生短路的現象。如果漆包線的線徑太小的的話，還會燒斷。

這個問題並沒有說清楚，兩段導線，一段繞在鐵上，一段直接圈起來，分別通電，時為什麼圈起來的會短路？

有好幾個疑點：1、這兩段導線材料線徑是否完全一樣？2、這兩段導線的長度是否一樣？3、導線表面是否絕緣？4、繞的半徑及圈數是否相同？5、通電屬於直流還是交流？

估計提問者想表達的是使用兩段完全一樣的表面絕緣導線，一段繞鐵芯上，一段空心繞，通交流電時，為什麼空心繞的會短路而繞鐵芯上的不會？

理解電阻和電感

兩段完全一樣的導線，其電阻值理論上是完全一樣的，但是當把其繞成線圈之後，其總阻抗並不只是電阻值了，是電感和電阻之和，Z=R+j2πfL，其中f為電源的頻率，L為電感量。

電阻和感抗串聯後的總阻抗並不是直接簡單的相加，因為電阻和感抗之間有90度相位差，因此必須使用三角形法則計算|Z|²=R²+（2πfL）²，可見當電阻R一定時，感抗越大其總阻抗就越大。

通交流電後為什麼圈起來的會短路？

雖然兩段導線的電阻值一樣，但是由於繞法不同，導致兩段導線的總阻抗不一樣，因為繞在鐵芯上的電感量L較大，所以其感抗較大。電感量與線圈匝數、線徑、線圈長度、有無磁芯及磁芯材料等有關，有磁芯和無磁芯電感量差距很大，所以感抗差距較大。

當通上頻率為50HZ的交流電時，根據感抗XL=2πfL=2*3.14*50L=314L，總阻抗|Z|=√（R²+（314L）²），再根據歐姆定律I=U/|Z|，可知繞在鐵芯上的導線電流較小，而空繞的導線電流較大！超過導線的承受能力，所以“短路”！

一、條件應該再明確幾點，就很容易理解:1應該是同等規格、長度的導線，2、導線應該做過絕緣處理，也就是說匝間不導電，3、接入的電源為同頻率的交流電。

二、線圈為什麼會短路、燒燬？所謂短路，就是電流未經用電器做功，直接形成迴路，根據歐姆定律I=U/R，R很小，所以電流非常大，會燒壞導線絕緣甚至導致金屬熔斷。

廣義的R，就是對電流的阻礙，可以指電阻的阻抗，也可以指電感線圈的感抗。

二、電感線圈的通電後，對電流的阻礙包括導線自身的電阻和電感。導線規格長度相同，電阻也相同。而電感跟什麼有關係呢？

三、電感實際上是電磁感應，電流在閉合線圈電路中形成磁場，磁場又會形成感應電流對抗線圈中的電流，也就是說，電流增大時，電感生磁阻礙增大，電流減小時，電感生電阻礙減小。電流透過電感並沒有做功發光發熱產生動能，而是把電以磁的形式儲存起來了。

這種阻礙作用叫做感抗，其計算公式為XL＝2πfL，π為常數3.14，f為電流頻率，L為線圈的磁通量。

從公式可以看出，如果透過的是直流電，頻率為0，感抗也為0，就沒有感抗了。頻率相同的情況下，感抗只與磁通量有關係。

四、電感線圈插入鐵心後，磁通量會有什麼變化？磁通=磁勢/磁阻，磁鐵的磁阻要比空氣小很多，所以插入鐵芯後磁通量增大，感抗增大，電流減小。

而沒有鐵心的電感線圈電流大，就容易短路。

五、感覺明朝的海瑞就有感抗的特點，阻礙嘉靖修道成仙，罵道士皇帝不務正業，就他的阻力大，當皇帝掛掉，又數他哭的最傷心。