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电子电路知识从零开始:电感

编辑:东莞市祥如电子有限公司时间:2019-03-07

电感器    

电感一般指电感器    

电感器(Inductor)又称扼流器、电抗器、动态电抗器,是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。结构类似于变压器,但只有一个绕组。一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。 电感器的特性与电容器的特性正好相反,它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。    

电感    

组成结构    

电感器    

电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。    

1、骨架 骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等),大多数是将漆包线(或纱包线)环绕在骨架上,再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔,以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、 陶瓷制成,根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器(例如色码电感器)一般不使用骨架,而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器(也称脱胎线圈或空心线圈,多用于高频电路中)不用磁心、骨架和屏蔽罩等,而是先在模具上绕好后再脱去模具,并将线圈各圈之间拉开一定距离。    

2、绕组 绕组是指具有规定功能的一组线圈,它是电感器的基本组成部分。绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕(绕制时导线一圈挨一圈)和间绕(绕制时每圈导线之间均隔一定的距离)两种形式;多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。    

3、磁心与磁棒 磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体(NX系列)或 锰锌铁氧体(MX系列)等材料,它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。    

4、铁心 铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等,其外形多为“E”型。    

5、屏蔽罩 为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及 元器件正常工作,就为其增加了金属屏幕罩(例如半导体收音机的 振荡线圈等)。采用屏蔽罩的电感器,会增加线圈的损耗,使Q值降低。    

6、封装材料 有些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕制好后,用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。    

铜线圈    

电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;    

可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉第电磁感应定律—磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止磁力线的变化的。磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的 惯性相类似的特性,在 电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生 火花,这自感现象产生很高的感应电势所造成的。    

总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”。由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。    

代换原则:1、电感线圈必须原值代换(匝数相等,大小相同)。2、贴片电感只须大小相同即可,还可用0欧电阻或导线代换。    

电感    

电感分类    

自感器    

电感器    

当 线圈中有 电流通过时候,线圈的周围就会产生 磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的 磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应 电动势(感生电动势)(电动势用以表示有源元件理想电源的端 电压),这就是 自感。    

用导线绕制而成,具有一定匝数,能产生一定自感量或互感量的电子元件,常称为电感线圈。为增大电感值,提高品质因数,缩小体积,常加入铁磁物质制成的铁芯或磁芯。电感器的基本参数有电感量、品质因数、固有电容量、稳定性、通过的电流和使用频率等。由单一线圈组成的电感器称为自感器,它的自感量又称为自感系数。【2】    

互感器    

两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是 互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的 程度,利用此 原理制成的 元件叫做互感器。    

常见种类    

电感器    

电感可由电导材料盘绕磁芯制成,典型的如铜线,也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料代替。比空气的磁导率高的芯材料可以把磁场更紧密的约束在电感元件周围,因而增大了电感。电感有很多种,大多以外层瓷釉线圈(enamel coated wire )环绕铁氧体(ferrite)线轴制成,而有些防护电感把线圈完全置于铁氧体内。一些电感元件的芯可以调节。由此可以改变电感大小。小电感能直接蚀刻在PCB板上,用一种铺设螺旋轨迹的方法。小值电感也可用以制造晶体管同样的工艺制造在集成 电路中。在这些应用中,铝互连线被经常用做传导材料。不管用何种方法,基于实际的约束应用zui多的还是一种叫做“旋转子”的电路,它用一个电容和主动元件表现出与电感元件相同的特性。用于隔高频的电感元件经常用一根穿过磁柱或磁珠的金属丝构成。    

小型电感器    

小型固定电感器通常是用漆包线在磁芯上直接绕制而成, 主要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中,它有密封式和非密封式两种封装形式,两种形式又都有立式和卧式两种外形结构。    

1、立式密封固定电感器 立式密封固定电感器采用同向型引脚,国产电感量范围为0.1~2200μH(直标在外壳上),额定工作电流为0.05~1.6A, 误差范围为±5%~±10%,进口的电感量,电 流量范围更大,误差则更小。进口有TDK系列色码电感器,其电感量用色点标在电感器表面。    

2、卧式密封固定电感器 卧式密封固定电感器采用轴向型引脚,国产有LG1.LGA、LGX等系列。    

LG1系列电感器的电感量范围为0.1~22000μH(直标在外壳上)    

LGA系列电感器采用超小型结构,外形与1/2W色环电阻器相似,其电感量范围为0.22~100μH(用色环标在外壳上),额定电流为0.09~0.4A。    

LGX系列色码电感器也为小型封装结构,其电感量范围为0.1~10000μH,额定电流分为50mA、150mA、300mA和1.6A四种规格。    

可调电感器    

常用的可调电感器有半导体收音机用振荡线圈、 电视机用行振荡线圈、    

行线性线圈、中频陷波线圈、音响用 频率补偿线圈、阻波线圈等。    

1、半导体收音机用振荡线圈:此振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路,用来产生一个输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩,内部由尼龙衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成,在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的尼龙架上,可以上下旋 转动,通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量。电视机中频陷波线圈的内部结构与振荡线圈相似,只是磁帽可调磁心。    

2、电视机用行振荡线圈:行振荡线圈用在早期的黑白电视机中,它与外围的阻容元件及行振荡 晶体管等组成自激振荡电路(三点式振荡器或间歇振荡器、多谐振荡器),用来产生频率为15625HZ的的矩形 脉冲电压信号。    

该线圈的磁心中心有方孔,行同步调节旋钮直接插入方孔内,旋动行同步调节旋钮,即可改变磁心与线圈之间的相对距离,从而改变线圈的电感量,使行振荡频率保持为15625HZ,与自动频率控制电路(AFC)送入的行同步脉冲产生同步振荡。    

3、行线性线圈:行线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈(其电感量随着电流的增大而减小),它一般串联在行偏转线圈回路中,利用其磁饱和 特性来补偿图像的线性畸变。    

行线性 线圈是用漆包线在"工"字型铁氧体高频磁心或铁氧体磁棒上绕制而成,线圈的旁边装有可调节的长久 磁铁。通过改变长久磁铁与线圈的相对 位置来改变线圈电感量的大小,从而达到线性补偿的目的。    

阻流电感器    

电感    

阻流电感器是指在电路中用以阻塞 交流电流通路的电感线圈,    

它分为高频阻流线圈和低频阻流线圈。    

1、高频阻流线圈:高频阻流线圈也称高频扼流线圈,它用来阻止高频交流电流通过。    

高频阻流线圈工作在高频电路中,多用采空心或铁氧体高频磁心,骨架用陶瓷材料或塑料制成,线圈采用蜂房式分段绕制或多层平绕分段绕制。    

2、低频阻流线圈:低频阻流线圈也称 低频扼流圈,它应用于电流电路、音频电路或场输出等电路,其作用是阻止低频交流电流通过。    

通常,将用在音频电路中的低频阻流线圈称为音频阻流圈,将用在场输出电路中的低频阻流线圈称为场阻流圈,将用在电流滤波电路中的低频阻流线圈称为滤波阻流圈。    

低频阻流圈一般采用“E”形硅钢片铁心(俗称矽钢片铁心)、坡莫合金铁心或铁淦氧磁心。为防止通过较大直流电流引起磁饱和,安装时在铁心中要留有适当空隙。    


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