電感知識(shí)

ID:99624 · 發(fā)表于 2015-12-27 05:23

本帖最后由 51黑ren 于 2015-12-27 05:24 編輯

絕大多數(shù)的電子元器件，如電阻器、電容器。揚(yáng)聲器等，都是生產(chǎn)部門根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和系列進(jìn)行生產(chǎn)的成品供選用。而電感線圈只有一部分如阻流圈、低頻阻流圈，振蕩線圈和LG固定電感線圈等是按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，絕大多數(shù)的電感線圈是非標(biāo)準(zhǔn)件，往往要根據(jù)實(shí)際的需要，自行制作。由于電感線圈的應(yīng)用極為廣泛，如LC濾波電路、調(diào)諧放大電路、振蕩電路、均衡電路、去耦電路等等都會(huì)用到電感線圈。要想正確地用好線圈，還是一件較復(fù)雜的事情；這里提到的一些知識(shí)，有的是根據(jù)一些人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只供讀者參考。

1．電感線圈的串、并聯(lián)

每一只電感線圈都具有一定的電感量。如果將兩只或兩只以上的電感線圈串聯(lián)起來(lái)總電感量是增大的，串聯(lián)后的總電感量為：

L串= L1+L2+L3+L4……

線圈并聯(lián)起來(lái)以后總電感量是減小的，并聯(lián)后的總電感量為：

L并= 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)

上述的計(jì)算公式，是針對(duì)每只線圈的磁場(chǎng)各自隔離而不相接觸的情況，如果磁場(chǎng)彼此發(fā)生接觸，就要另作考慮了。

2．電感線圈的檢測(cè)

在選擇和使用電感線圈時(shí)，首先要想到線圈的檢查測(cè)量，而后去判斷線圈的質(zhì)量好壞和優(yōu)劣。欲準(zhǔn)確檢測(cè)電感線圈的電感量和品質(zhì)因數(shù)Q，一般均需要專門儀器，而且測(cè)試方法較為復(fù)雜。在實(shí)際工作中，一般不進(jìn)行這種檢測(cè)，僅進(jìn)行線圈的通斷檢查和Q值的大小判斷。可先利用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量線圈的直流電阻，再與原確定的阻值或標(biāo)稱阻值相比較，如果所測(cè)阻值比原確定阻值或標(biāo)稱阻值增大許多，甚至指針不動(dòng)（阻值趨向無(wú)窮大X 可判斷線圈斷線；若所測(cè)阻值極小，則判定是嚴(yán)重短路萬(wàn)果局部短路是很難比較出來(lái)人這兩種情況出現(xiàn)，可以判定此線圈是壞的，不能用。如果檢測(cè)電阻與原確定的或標(biāo)稱阻值相差不大，可判定此線圈是好的。此種情況，我們就可以根據(jù)以下幾種情況，去判斷線圈的質(zhì)量即Q值的大小。線圈的電感量相同時(shí)，其直流電阻越小，Q值越高；所用導(dǎo)線的直徑越大，其Q值越大；若采用多股線繞制時(shí)，導(dǎo)線的股數(shù)越多，Q值越高；線圈骨架（或鐵芯）所用材料的損耗越小，其Q值越高。例如，高硅硅鋼片做鐵芯時(shí)，其Q值較用普通硅鋼片做鐵芯時(shí)高；線圈分布電容和漏磁越小，其Q值越高。例如，蜂房式繞法的線圈，其Q值較平繞時(shí)為高，比亂繞時(shí)也高；線圈無(wú)屏蔽罩，安裝位置周圍無(wú)金屬構(gòu)件時(shí)，其Q值較高，相反，則Q值較低。屏蔽罩或金屬構(gòu)件離線圈越近，其Q值降低越嚴(yán)重；對(duì)有磁芯的高頻線圈，其Q值較天磁芯時(shí)為高；磁芯的損耗越小，其Q值也越高。

在電源濾波器中使用的低頻阻流圈，其Q值大小并不太重要，而電感量L的大小卻對(duì)濾波效果影響較大。要注意，低頻阻流圈在使用中，多通過(guò)較大直流，為防止磁飽和，其鐵芯要求順插，使其具有較大氣隙。為防止線圈與鐵芯發(fā)生擊穿現(xiàn)象，二者之間的絕緣應(yīng)符合要求。所以，在使用前還應(yīng)進(jìn)行線圈與鐵芯之間絕緣電阻的檢測(cè)。具體方法與變壓器絕緣電阻的檢測(cè)方法相同（可參閱變壓器的檢測(cè)）。

對(duì)于高頻線圈電感量L由于測(cè)試起來(lái)更為麻煩，一般都根據(jù)在電路使用效果適當(dāng)調(diào)整，以確定其電感量是否合適。

對(duì)于多個(gè)繞組的線圈，還要用萬(wàn)用表檢測(cè)各繞組之間線圈是否短路；對(duì)于具有鐵芯和金屬屏蔽罩的線圈，要測(cè)量其繞組與鐵芯或金屬屏蔽罩之間是否短路。

3．繞制線圈的注意事項(xiàng)

線圈在實(shí)際使用過(guò)程中，有相當(dāng)數(shù)量品種的電感線圈是非標(biāo)準(zhǔn)件，都是根據(jù)需要有針對(duì)性進(jìn)行繞制。自行繞制時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

（1）根據(jù)電路需要，選定繞制方法

在繞制空心電感線圈時(shí)，要依據(jù)電路的要求，電感量的大小以及線圈骨架直徑的大小，確定繞制方法。間繞式線圈適合在高頻和超高頻電路中使用，在圈數(shù)少于3圈到5圈時(shí)，可不用骨架，就能具有較好的特性，Q值較高，可達(dá)150－400，穩(wěn)定性也很高。單層密繞式線圈適用于短波、中波回路中，其Q值可達(dá)到150－250，并具有較高的穩(wěn)定性。

（2）確保線圈載流量和機(jī)械強(qiáng)度，選用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線

線圈不宜用過(guò)細(xì)的導(dǎo)線繞制，以免增加線圈電阻，使Q值降低。同時(shí)，導(dǎo)線過(guò)細(xì)，其載流量和機(jī)械強(qiáng)度都較小，容易燒斷或碰斷線。所以，在確保線圈的載流量和機(jī)械強(qiáng)度的前提下，要選用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線繞制。

（3）繞制線圈抽頭應(yīng)有明顯標(biāo)志

帶有抽頭的線圈應(yīng)有明顯的標(biāo)志，這樣對(duì)于安裝與維修都很方便。

（4）不同頻率特點(diǎn)的線圈，采用不同材料的磁芯

工作頻率不同的線圈，有不同的特點(diǎn)。在音頻段工作的電感線圈，通常采用硅鋼片或坡莫合金為磁芯材料。低頻用鐵氧體作為磁芯材料，其電感量較大，可高達(dá)幾亨到幾十亨。在幾十萬(wàn)赫到幾兆赫之間，如中波廣播段的線圈，一般采用鐵氧體芯，并用多股絕緣線繞制。頻率高于幾兆赫時(shí)，線圈采用高頻鐵氧體作為磁芯，也常用空心線圈。此情況不宜用多股絕緣線，而宜采用單股粗鍍銀線繞制。在100MHz以上時(shí)，一般已不能用鐵氧體芯，只能用空心線圈；如要作微調(diào)，可用鋼芯。使用于高頻電路的阻流圈，除了電感量和額定電流應(yīng)滿足電路的要求外，還必須注意其分布電容不宜過(guò)大。

4．提高線圈的Q值所采取的措施

品質(zhì)因數(shù)Q是反映線圈質(zhì)量的重要參數(shù)，提高線圈的Q值，可以說(shuō)是繞制線圈要注意的重點(diǎn)之一。那么，如何提高繞制線圈的Q值呢，下面介紹具體的方法：

（1）根據(jù)工作頻率，選用線圈的導(dǎo)線

工作于低頻段的電感線圈，一般采用漆包線等帶絕緣的導(dǎo)線繞制。工作頻率高于幾萬(wàn)赫，而低于2MHz的電路中，采用多股絕緣的導(dǎo)線繞制線圈，這樣，可有效地增加導(dǎo)體的表面積，從而可以克服集膚效應(yīng)的影響，使Q值比相同截面積的單根導(dǎo)線繞制的線圈高30％－50％。在頻率高于2MHz的電路中，電感線圈應(yīng)采用單根粗導(dǎo)線繞制，導(dǎo)線的直徑一般為0.3mm－1.5mm。采用間繞的電感線圈，常用鍍銀銅線繞制，以增加導(dǎo)線表面的導(dǎo)電性。這時(shí)不宜選用多股導(dǎo)線繞制，因?yàn)槎喙山^緣線在頻率很高時(shí)，線圈絕緣介質(zhì)將引起額外的損耗，其效果反不如單根導(dǎo)線好。

（2）選用優(yōu)質(zhì)的線圈骨架，減少介質(zhì)損耗

在頻率較高的場(chǎng)合，如短波波段，因?yàn)槠胀ǖ木€圈骨架，其介質(zhì)損耗顯著增加，因此，應(yīng)選用高頻介質(zhì)材料，如高頻瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作為骨架，并采用間繞法繞制。

（3）選擇合理的線圈尺寸，可以減少損耗

外徑一定的單層線圈（φ20mm-30mm），當(dāng)繞組長(zhǎng)度L與外徑D的比值L/D=0.7時(shí)，其損耗最��；外徑一定的多層線圈L/ D＝0.2－0.5，用t/D＝0.25－0.1時(shí)，其損耗最小。繞組厚度t、繞組長(zhǎng)度L和外徑D之間滿足3t＋2L＝D的情況下，損耗也最小。采用屏蔽罩的線圈，其L／D＝0.8－1.2時(shí)最佳。

（4）選定合理屏蔽罩的直徑

用屏蔽罩，會(huì)增加線圈的損耗，使Q值降低，因此屏蔽罩的尺寸不宜過(guò)小。然而屏蔽罩的尺寸過(guò)大，會(huì)增大體積，因而要選定合理屏蔽罩的直徑尺寸。

當(dāng)屏蔽罩直徑Ds與線圈直徑D之比滿足如下數(shù)值即Ds／D＝1.6－2.5時(shí)，Q值降低不大于10％。

（5）采用磁芯可使線圈圈數(shù)顯著減少

線圈中采用磁芯，減少了線圈的圈數(shù)，不僅減小線圈的電阻值，有利Q值的提高，而且縮小了線圈的體積。

（6）線圈直徑適當(dāng)選大些，利于減小損耗

在可能的條件下，線圈直徑選得大一些，體積增大了一些，有利于減小線圈的損耗。一般接收機(jī)，單層線圈直徑取12mm－30mm；多層線圈取6mm－13mm，但從體積考慮，也不宜超過(guò)20mm－25mm的范圍。

（7）減小繞制線圈的分布電容

盡量采用無(wú)骨架方式繞制線圈，或者繞制在凸筋式骨架上的線圈，能減小分布電容15％－20％；分段繞法能減小多層線圈的分布電容的1/3～l/2。對(duì)于多層線圈來(lái)說(shuō)，直徑D越小，繞組長(zhǎng)度L越小或繞組厚度t越大，則分布電容越小。應(yīng)當(dāng)指出的是：經(jīng)過(guò)漫漬和封涂后的線圈，其分布電容將增大20％－30％。

總之，繞制線圈，始終把提高Q值，降低損耗，作為考慮的重點(diǎn)。

5．線圈使用、安裝要注意的問(wèn)題

任何電子設(shè)備中的電子元器件安裝板，都是經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員根據(jù)使用的各種元器件的性能特點(diǎn)，精心安排、全面布局、合理設(shè)計(jì)出來(lái)的。作為線圈的使用安裝者，注意如下的幾個(gè)問(wèn)題就可以了。

（1）線圈的安裝位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求

線圈的裝配位置與其他各種元器的相對(duì)位置要符合設(shè)計(jì)的規(guī)定，否則將會(huì)影響整機(jī)的正常工作。例如，簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體收音機(jī)中的高頻阻流圈與磁性天線的位置要適當(dāng)安排合理；天線線圈與振蕩線圈應(yīng)相互垂直，這就避免了相互耦合的影響。

（2）線圈在安裝前，要進(jìn)行外觀檢查

使用前，應(yīng)檢查線圈的結(jié)構(gòu)是否牢固，線匝是否有松動(dòng)和松脫現(xiàn)象，引線接點(diǎn)有無(wú)松動(dòng)，磁芯旋轉(zhuǎn)是否靈活，有無(wú)滑扣等。這些方面都檢查合格后，再進(jìn)行安裝。

（3）線圈在使用過(guò)程需要微調(diào)的，應(yīng)考慮微調(diào)方法

有些線圈在使用過(guò)程中，需要進(jìn)行微調(diào)，依靠改變線圈圈數(shù)又很不方便，因此，選用時(shí)應(yīng)考慮到微調(diào)的方法。例如單層線圈可采用移開靠端點(diǎn)的數(shù)困線圈的方法，即預(yù)先在線圈的一端繞上3圈～4圈，在微調(diào)時(shí)，移動(dòng)其位置就可以改變電感量。實(shí)踐證明，這種調(diào)節(jié)方法可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)±2％－±3％的電感量。應(yīng)用在短波和超短波回路中的線圈，常留出半圈作為微調(diào)，移開或折轉(zhuǎn)這半圈使電感量發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)微調(diào)。多層分段線圈的微調(diào)，可以移動(dòng)一個(gè)分段的相對(duì)距離來(lái)實(shí)現(xiàn)，可移動(dòng)分段的圈數(shù)應(yīng)為總?cè)?shù)的20％－30％。實(shí)踐證明：這種微調(diào)范圍可達(dá)10％－15％。具有磁芯的線圈，可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁芯在線圈管中的位置，實(shí)現(xiàn)線圈電感量的微調(diào)。

（4）使用線圈應(yīng)注意保持原線圈的電感量

線圈在使用中，不要隨便改變線圈的形狀。大小和線圈間的距離，否則會(huì)影響線圈原來(lái)的電感量。尤其是頻率越高，即圈數(shù)越少的線圈。所以，目前在電視機(jī)中采用的高頻線圈，一般用高頻蠟或其他介質(zhì)材料進(jìn)行密封固定。另外，應(yīng)注意在維修中，不要隨意改變或調(diào)整原線圈的位置，以免導(dǎo)致失諧故障。

（5）可調(diào)線圈的安裝應(yīng)便于調(diào)整

可調(diào)線圈應(yīng)安裝在機(jī)器的易于調(diào)節(jié)的位置，以便于調(diào)整線圈的電感量達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。

另一篇文章：

一、電感器的定義。

1.1 電感的定義：

電感是導(dǎo)線內(nèi)通過(guò)交流電流時(shí)，在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。

當(dāng)電感中通過(guò)直流電流時(shí)，其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線，不隨時(shí)間而變化；可是當(dāng)在線圈中通過(guò)交流電流時(shí)，其周圍將呈現(xiàn)出隨時(shí)間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律－－－磁生電來(lái)分析，變化的磁力線在線圈兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)相當(dāng)于一個(gè)“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時(shí)，此感應(yīng)電勢(shì)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線總量要力圖阻止原來(lái)磁力線的變化的。由于原來(lái)磁力線變化來(lái)源于外加交變電源的變化，故從客觀效果看，電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性，在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”，通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間，會(huì)發(fā)生火花，這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)所造成的。

總之，當(dāng)電感線圈接到交流電源上時(shí)，線圈內(nèi)部的磁力線將隨電流的交變而時(shí)刻在變化著，致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)　，稱為“自感電動(dòng)勢(shì)”。

由此可見，電感量只是一個(gè)與線圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個(gè)參量，它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無(wú)關(guān)。

1.2 電感線圈與變壓器

電感線圈：導(dǎo)線中有電流時(shí)，其周圍即建立磁場(chǎng)。通常我們把導(dǎo)線繞成線圈，以增強(qiáng)線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)。電感線圈就是據(jù)此把導(dǎo)線（漆包線、紗包或裸導(dǎo)線）一圈靠一圈（導(dǎo)線間彼此互相絕緣）地繞在絕緣管（絕緣體、鐵芯或磁芯）上制成的。一般情況，電感線圈只有一個(gè)繞組。

變壓器：電感線圈中流過(guò)變化的電流時(shí)，不但在自身兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而且能使附近的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這一現(xiàn)象叫互感。兩個(gè)彼此不連接但又靠近，相互間存在電磁感應(yīng)的線圈一般叫變壓器。

1.3 電感的符號(hào)與單位

電感符號(hào)：L

電感單位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨(uH)，1H=103mH=106uH。

1.4 電感的分類：

按電感形式分類：固定電感、可變電感。

按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

按工作性質(zhì)分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。

按繞線結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)螌泳€圈、多層線圈、蜂房式線圈。

按工作頻率分類：高頻線圈、低頻線圈。

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類：磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無(wú)磁芯線圈等。

二、電感的主要特性參數(shù)

2.1 電感量L

電感量L表示線圈本身固有特性，與電流大小無(wú)關(guān)。除專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標(biāo)注在線圈上，而以特定的名稱標(biāo)注。

2.2感抗XL

電感線圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL

2.3 品質(zhì)因素Q

品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)物理量，Q為感抗XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。線圈的Q值愈高，回路的損耗愈小。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電阻，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈，多股粗線圈均可提高線圈的Q值。

2.4 分布電容

線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。

2.5 允許誤差：電感量實(shí)際值與標(biāo)稱之差除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)。

2.6 標(biāo)稱電流：指線圈允許通過(guò)的電流大小，通常用字母A、B、C、D、E分別表示，標(biāo)稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。

三、常用電感線圈

3.1 單層線圈

單層線圈是用絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機(jī)中波天線線圈。

3.2 蜂房式線圈

如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交成一定的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)線來(lái)回彎折的次數(shù)，常稱為折點(diǎn)數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點(diǎn)是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機(jī)來(lái)繞制，折點(diǎn)越多，分布電容越小

3.3 鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

線圈的電感量大小與有無(wú)磁芯有關(guān)。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。

3.4銅芯線圈

銅芯線圈在超短波范圍應(yīng)用較多，利用旋動(dòng)銅芯在線圈中的位置來(lái)改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。

3.5 色碼電感線圈

是一種高頻電感線圈，它是在磁芯上繞上一些漆包線后再用環(huán)氧樹脂或塑料封裝而成。它的工作頻率為10KHz至200MHz，電感量一般在0.1uH到3300uH之間。色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標(biāo)志方法同電阻一樣以色環(huán)來(lái)標(biāo)記。其單位為uH。

3.6 阻流圈（扼流圈）

限制交流電通過(guò)的線圈稱阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

3.7偏轉(zhuǎn)線圈

偏轉(zhuǎn)線圈是電視機(jī)掃描電路輸出級(jí)的負(fù)載，偏轉(zhuǎn)線圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高、磁場(chǎng)均勻、Q值高、體積小、價(jià)格低。

四、電感在電路中的作用

基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等

形象說(shuō)法：“通直流，阻交流”

細(xì)化解說(shuō)：在電子線路中，電感線圈對(duì)交流有限流作用，它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等；變壓器可以進(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

由感抗XL=2πfL 知,電感L越大，頻率f越高，感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比，還與電流變化速度△i/△t

成正比，這關(guān)系也可用下式表示：

電感線圈也是一個(gè)儲(chǔ)能元件，它以磁的形式儲(chǔ)存電能，儲(chǔ)存的電能大小可用下式表示：WL=1/2Li2 。

可見，線圈電感量越大，流過(guò)越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。