任务1.3 电感元件的识别与检测

任务目标

• 能识别各种电感元件，根据标志读取主要技术参数。

• 能用万用表测试电感元件主要技术参数，并判断质量好坏。

电感器（俗称电感线圈）和变压器之类统称为电感元件，电感元件实物如图1-6所示，在电子电路中经常使用。电感元件是储能元件，主要作用是将电能转换为磁能并储存起来，因此也可以说它是一个储存磁能的组件。在电路中主要用于滤波、储能、缓冲、反馈、变换电压、耦合、匹配、取样、谐振等。

1.3.1 电感元件的主要技术参数

（1）电感量

电感量也称作自感系数（L），是表示电感元件自感应能力的一种物理量。L的常用单位为H（亨）、mH（毫亨）、μH（微亨）和nH（纳亨），三者的换算关系如下：

1H=103mH=106μH=109nH

（2）品质因数

表示电感线圈品质的参数，亦称作Q值或优值。Q值越高，电路的损耗越小，效率越高。

（3）分布电容

线圈匝间、线圈与地之间、线圈与屏蔽盒之间以及线圈的层间都存在着电容，这些电容统称为线圈的分布电容。分布电容的存在会使线圈的等效总损耗电阻增大，品质因数Q降低。

（4）额定电流

额定电流是指允许长时间通过线圈的最大工作电流。

（5）稳定性

电感线圈的稳定性主要指参数受温度、湿度和机械振动等影响的程度。

1.3.2 电感元件的标志

（1）直标法

直标法是将电感的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上，如图1-7所示。

（2）文字符号法

文字符号法是将电感的标称值和偏差值用数字和文字符号法按一定的规律组合标写在电感体上，如图1-8所示。采用文字符号法表示的电感通常是一些小功率电感，单位通常为nH或μH。用μH做单位时，“R”表示小数点；用nH做单位时，“N”表示小数点。

（3）色标法

色标法（如图1-9所示）是用电感表面不同的色环来表示电感量（与电阻类似），通常用3个或4个色环表示。识别色环时，紧靠电感体一端的色环为第一环，露出电感体本色较多的另一端为末环。注意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为μH。

（4）数码表示法

数码表示法是用3位数字来表示电感量的方法，常用于贴片电感上，如图1-10所示。3位数字中，从左至右的第一、第二位为有效数字，第三位数字表示有效数字后面所加“0”的个数。注意：用这种方法读出的色环电感量，默认单位为 μH。如果电感量中有小数点，则用“R”表示，并占一位有效数字。例如：标示为“330”的电感为33×100μH=33μH。

1.3.3 电感器

（1）电感器的作用

电感器也是储存电能的元件，通过电感的电流不能突变，所以具有“通直流阻交流”的特性。

（2）电感器的分类

按电感的形式可分为固定电感和可变电感线圈；按导磁性质可分为空心线圈和磁心线圈；按工作性质可分为天线线圈、振荡线圈、低频扼流线圈和高频扼流线圈；按耦合方式可分为自感应和互感应线圈；按绕线结构可分为单层线圈、多层线圈和蜂房式线圈等。常用的电感器的外形及图形符号如表1-9所示。

1.3.4 变压器

变压器主要用于交流电压变换、交流电流变换和阻抗变换。

1.变压器的种类

1）按使用的工作频率分：可以分为高频、中频、低频、脉冲变压器等。

2）按其磁心分：可以分为铁心（硅钢片或玻莫全金）变压器、磁心（铁氧体心）变压器和空心变压器等几种。

变压器的铁心通常是由硅钢片、坡莫合金或铁氧体材料制成，其形状有EI形、口形、F形、C形等种类，如图1-11所示。

2.常见的变压器的外形及图形符号

变压器由铁心（或磁心）和线圈组成，它实质上是一只电感器。其线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫作一次线圈，其余的绕组叫二次线圈。简单来讲，就是将两组或两组以上的线圈绕在同一个线圈骨架上，或绕在同一个铁心上。变压器是电子产品中常用的元器件之一。常见的变压器的外形及图形符号见表1-10。

3.变压器的主要技术参数

（1）额定功率

额定功率是指变压器能长期工作而不超过规定温度的输出功率。变压器输出功率的单位用瓦（W）或伏安（VA）表示。

（2）变压比

变压比是指二次电压与一次电压的比值或二次绕组匝数与一次绕组匝数的比值。

1）变压器的变压比：U₁/U₂=N₁/N₂

2）变压器电流与电压的关系。

不考虑变压器的损耗，则有：

U ₁/U₂=I₂/I₁

3）变压器的阻抗变换关系：设变压器二次[侧]阻抗为Z₂，反射到一次[侧]的阻抗为，则有：

因此，变压器可用作阻抗变换器。

（3）效率

效率是变压器的输出功率与输入功率的比值。一般电源变压器、音频变压器要注意效率，而中频、高频变压器一般不考虑效率。

（4）温升

温升是当变压器通电工作后，其温度上升到稳定值时比周围环境温度升高的数值。

（5）绝缘电阻

绝缘电阻是在变压器上施加的试验电压与产生的漏电流之比。

（6）漏电感

由漏磁通产生的电感称为漏电感，简称漏感。变压器的漏感越小越好。

1.3.5 电感元件的检测

1.电感器的检测

各种电感器一般通过检测电感量可判断其质量是否良好，检测结果若在其误差值范围内，则为正常，否则为损坏。其损坏现象有3种：

1）检测结果超出标称值许多，为质量不合格。

2）检测结果是无穷大，为断路。

3）检测结果是0，为短路。

使用中要求较为严格的电感器，还要检测其他参数，如品质因数、分布电容、损耗电阻等。

2.变压器的检测

（1）线圈通断的检测

用万用表的欧姆档检测各绕组的直流电阻值，若某个绕组的电阻值为0，则说明该绕组有短路性故障。电源变压器发生短路性故障后的主要现象是发热严重和二次绕组输出电压异常。

（2）空载电流的检测

将二次绕组全部开路，把万用表置于交流电流档，并串入一次绕组中，当一次绕组上通220V交流电时，万用表显示的示数便是空载电流。空载电流不能大于满载电流的10%～20%。该值过大，则表明变压器有短路性故障。

（3）绝缘性能的检测

分别检测变压器铁心与一次绕组、一次绕组与二次绕组、铁心与二次绕组、静电屏蔽层与一次或二次绕组间的电阻值，阻值应大于100MΩ，否则表明变压器绝缘性能不良。

使用中还要检测其他参数，如二次输出电压、一次绕组的判断、各绕组同名端的判断等。

1.3.6 任务实施

1.器材和设备

1）指针式和数字式万用表各一块。

2）各种不同标称值的电感器、变压器。

2.实施步骤

（1）用万用表检测电感器

1）从外形或电感体上的标志识别其类型。

2）用指针式万用表检测电感器的方法与步骤如下。

① 检测时首先应进行外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断、生锈等现象。然后再用万用表的欧姆档对线圈的直流电阻进行检测。

② 直流电阻检测结果若为无穷大，则说明线圈有断路；若比正常值小得多，则说明有局部短路；若为零，则表明完全被短路。

注意：使用指针式万用表只能粗略判断电感器的好坏。

把测量数据填入表1-11中。

3）用数字式万用表检测电感器的方法与步骤如下。

① 按下电源开关“POWER”。

② 将功能量程选择开关拨到“L”区域内合适的量程上。

③ 将两表笔接于被测电感器两端便可读出电感量的测量值。把测量数据填入表1-11中。

（2）用万用表检测变压器

1）从外形或变压器体上的标志识别其类型。

2）用万用表检测变压器的方法与步骤如下。

① 检测前首先应进行外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断、生锈，绕组是否有烧焦等现象。

② 用万用表测量各绕组的直流电阻值或电感量，判断其绕组是否正常。方法同测量电感器相似。

③ 用万用表测量各绕组对铁心的直流电阻值，判断其绝缘性能。

④ 变压器加上正常的工作电压，用万用表测量其各绕组电压是否正常。

把测量数据填入表1-12中。