第五节 电感器
电感器的参数是电感量、品质因数、标称电流、分布电容等。其中电感量是电感器的主要参数,电感量的大小与线圈匝数、绕制方式及磁心的材料等因素有关。匝数越多,绕制的线圈越集中在一起,电感量越大。线圈内有磁心的比无磁心的电感量大,磁心磁导率大的电感量大。品质因数表明电感器的功率损耗。根据这些参数和特性,结合电路的实际需要,可以自己绕制。市场出售的有固定电感器、单层电感器、多层电感器、蜂房电感器、带磁心的电感器、可变电感器等。为便于读者选购,下面介绍他们的结构和特点。
一、电感器的分类
(1)固定电感器
将铜线绕在磁心上,再用塑料壳或环氧树脂封装而成。其电感量小,质量小,结构牢固可靠,防潮性能好,安装方便,广泛用于各种电子设备中。
(2)单层电感器
电感量较小,大约在几亨~几十亨,适用于高频电路中。线圈常采用间绕和密绕。
(3)多层电感器
电感量大于300H时采用多层电感器,采用多层分段绕制。
(4)蜂房电感器
将导线以一定的偏转角(约为19°~26°)在骨架上缠绕成蜂房式,可减少线圈的分布电容。
(5)带磁心的电感器
线圈插入磁心后电感器值和品质因数都将增大,所以应用很广。如晶体管收音机的天线圈和振荡线圈等。
(6)可变电感器
其电感量可平滑均匀的改变,一般采用以下三种方法。
1)改变插入线圈的铁心的位置来调节线圈的电感量。
2)改变安装在线圈上滑动的触点的位置改变线圈的电感量。
3)改变串联线圈的相对位置改变线圈的电感量。
常用电感器如图2-9所示。
二、电感器的特性
1)电感器对流过它的交流电流存在阻碍作用,这种作用称为感抗XL=2πfL,感抗大小与频率、电感量成正比。频率高,感抗大;频率低,感抗小;电感量大,感抗大;电感量小,感抗小。
2)电感器具有通直流阻交流的特性,电感器对直流电呈通路,感抗为零,只存在线圈本身很小的电阻对电流的阻碍作用。阻交流是指电感器存在很大的感抗,对交流电起阻碍作用。
3)电感器具有励磁特性,当电流流过电感器时,会在其四周产生磁场。无论是直流电还是交流电流过线圈,线圈内部和外部周围都要产生磁场,其磁场的大小和方向与电流的特性有关。
4)电感器具有磁励电特性。当线圈在一个交变磁场中时,线圈在磁场的作用下要产生感应电动势。
5)线圈中的电流不能发生突变,当电压刚加到或刚离开电感时,电感中的电流不能发生改变。
图2-9 电感器外形、图形符号及实物
a)外形与图形符号 b)实物图
6)电感越串联电感量越大。串联后的总电感量L为各串联电感之和,即L=L1+L2+…。
7)电感越并联电感量越小。并联后总电感量的倒数等于各电感倒数之和,即1/L=1/L1+1/L2+…。
三、电感器的检测
电感器性能的检测在业余条件下是无法进行的,即对电感量的检测及对阻值的检测等均需用专门的仪器,对于一般使用者来说无法做到,在业余条件下可从下面两个方面进行检测:
1.从电感器外观查看
外观是否有破裂现象,线圈是否有松变位的现象;引脚是否牢靠。外表上是否有电感量的标称值。磁心旋转是否灵活,有无滑扣等。
2.用万用表检测通断情况
1)色码电感器的检测。将万用表置于R×1档,用两表笔分别接触电感器的引脚。当被测电感器的电阻值为0Ω时,说明电感器内部短路,不能使用。如果测得电感器有一定阻值,说明正常。电感器的电阻值与电感器所用漆包线的粗细、匝数有关。其电阻值是否正常,可通过相同型号的正常值进行比较。
当测得的电阻值为∞时,说明电感器或引脚与线圈接点处发生了断路,此电感器不能使用。
2)对振荡线圈的检测。由于振荡线圈有底座,在底座下方有引脚,检测时应首先弄清各引脚与哪个线圈相连,然后用万用表的R×1档,测一次绕组或二次绕组的电阻值,如有阻值且比较小,一般就认为是正常的。如果电阻值为0则是短路,如果阻值为∞则是断路。
由于振荡线圈置于屏蔽罩内,因此还要检测一、二次绕组与屏蔽罩之间的电阻值。方法是用万用表的R×10k档,用一个表笔接触屏蔽罩,另一个表笔分别接触一、二次绕组的各引脚。若测得的阻值为∞,说明正常;若阻值为0,则有短路现象;若阻值0<R<∞,则有漏电现象。
四、电感器的选用
1)电感器的电感量、额定电流、外形尺寸根据电路的需要选择。
2)根据电感器的工作频率选择用于低频电路,应选用铁氧体或硅钢片作为磁心材料,线圈应选几亨至几十亨;用于音频电路的电感器应选用硅钢片或坡莫合金作为磁心材料;用在高频(几十兆赫以上)电路中,电感器应选用高频铁氧体作为磁心,也可采用空心线圈;如果频率大于100MHz,则选用空心线圈为宜。
3)应选分布电容小的蜂房式电感器或多层分段绕制的电感器。用在电源电路的低频阻流圈,尽量选用大电感量的,一般选大于回路电感量的10倍。
4)在更换电感器时,不应随便改变线圈的大小、形状,尤其是用在高频电路的空心电感线圈,不要轻易改动它原有的位置或线圈的间距,一旦有所改变,其电感量就会发生变化。
5)当电感量相同,标称电流相同的情况下,可以代换使用。
6)有屏蔽罩的电感器使用时一定要将屏蔽罩接地,达到隔离电场的作用,提高电感器的使用性能。
7)在实际应用电感器时,为达到最佳效果,需要对电感器进行微调,对于有磁心的电感器,可通过调节磁心的位置,改变电感量。对于单层电感器只要将端头几圈移出原位置,需要微调时只要改变其位置就能改变电感量。对于多层分段电感器,移动分段的相对距离就能达到微调的目的。