電感器(Inductor)是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件,具有阻止交流電通過而讓直流電順利通過的特性,頻率越高,線圈阻抗越大。電感器電感量的大小,主要取決于線圈的圈數(匝數)、繞制方式、有無磁心及磁心的材料等。而電感是閉合回路的一種屬性,即當通過閉合回路的電流改變時,會出現電動勢來抵抗電流的改變。
1、具體電感的定義
電感是導線內通過交流電流時,在導線的內部及其周圍產生交變磁通,導線的磁通量與生產此磁通的電流之比。L=ψ/I
2、電感的符號與單位電感符號:
L電感單位:亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH) 、納亨(nH),1H=103mH=106uH=109nH。
3、電感的分類
按電感形式分類:固定電感、可變電感。按導磁體性質分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。按工作性質分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。按繞線結構分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。按工作頻率分類:高頻線圈、低頻線圈。按結構特點分類:磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。
4、電感的主要特性參數
電感量L:表示線圈本身固有特性,與電流大小無關。除專門的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門標注在線圈上,而以特定的名稱標注。
感抗XL:電感線圈對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的關系為感抗計算公式:XL=2πfL品質因素Q:表示線圈質量的一個物理量,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值與導線的直流電阻,骨架的介質損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關。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。
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。
允許誤差:電感量實際值與標稱之差除以標稱值所得的百分數。標稱電流:指線圈允許通過的電流大小,通常用字母A、B、C、D、E分別表示,標稱電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。
5、常用電感線圈單層線圈:
單層線圈是用絕緣導線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線線圈。
蜂房式線圈:如果所繞制的線圈,其平面不與旋轉面平行,而是相交成一定的角度,這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉一周,導線來回彎折的次數,常稱為折點數。蜂房式繞法的優點是體積小,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來繞制,折點越多,分布電容越小
鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈:線圈的電感量大小與有無磁芯有關。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因素。
銅芯線圈:銅芯線圈在超短波范圍應用較多,利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量,這種調整比較方便、耐用。
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,其電感量標志方法同電阻一樣以色環來標記。其單位為uH。阻流圈(扼流圈):限制交流電通過的線圈稱阻流圈,分高頻阻流圈和低頻阻流圈。
偏轉線圈:偏轉線圈是電視機掃描電路輸出級的負載,偏轉線圈要求:偏轉靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價格低。
6、電感在電路中的作用
基本作用:濾波、振蕩、延遲、陷波等形象說法:“通直流,阻交流”細化解說:在電子線路中,電感線圈對交流有限流作用,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電感線圈也是一個儲能元件,它以磁的形式儲存電能,儲存的電能大小可用下式表示:WL=1/2 Li2 。可見,線圈電感量越大,流過越大,儲存的電能也就越多。
7、電感的符號電感量的標稱:直標式、色環標式、無標式電感方向性:無方向檢查電感好壞方法:用電感測量儀測量其電感量;用萬用表測量其通斷,理想的電感電阻很小,近乎為零。
8、電感的型號、規格及命名片狀電感電感量:10NH~1MH材料:鐵氧體 繞線型
陶瓷疊層精度: J=±5% K=±10% M=±20%尺寸: 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm1210=3.2mm*2.5mm
功率電感電感量:1NH~20MH
帶屏蔽、不帶屏蔽尺寸:SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105;RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH124;CD43/54/73/75/104/105;
片狀磁珠種類:CBG
(普通型) 阻抗:5Ω~3KΩCBH(大電流)
阻抗:30Ω~120ΩCBY(尖峰型)
阻抗:5Ω~2KΩ
貼片大電流磁珠規格:0402/0603/0805/1206/1210/1806(貼片磁珠)
規格:SMB302520/SMB403025/SMB853025
(貼片大電流磁珠)插件磁珠規格:RH3.5規格 A B C 阻抗值(Ω)10mHz 100mHzRH3.5X4.7X0.8 3.5±0.15 4.7±0.3 62±2 20 45RH3.5X6X0.8 3.5±0.15 6±0.3 62±2 25 65RH3.5X9X0.08 3.5±0.15 9±0.3 62±2 40 105
色環電感電感量:0.1uH~22MH尺寸:0204、0307、0410、0512豆形電感:0.1uH~22MH尺寸:0405、0606、0607、0909、0910
精度:J=±5% K=±10% M=±20%
立式電感電感量:0.1uH~3MH規格:PK0455/PK0608/PK0810/PK0912
軸向濾波電感規格:LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019
電感量:0.1uH-10mH。
額定電流:65mA~10A。Q值高,價位一般較低,自諧振頻率高。磁環電感
規格:TC3026/TC3726/TC4426/TC5026尺寸(單位mm):3.25~15.88空氣芯電感空氣芯電感為了取得較大的電感值,往往要用較多的漆包線繞成,而為了減少電感本身的線路電阻對直流電流的影響,要采用線徑較粗的漆包線。但在一些體積較少的產品中,采用很重很大的空氣芯電感不太現實,不但增加成本,而且限制了產品的體積。為了提高電感值而保持較輕的重量,我們可以在空氣芯電感中插入磁心、鐵心,提高電感的自感能力,借此提高電感值。目前,在計算機中,絕大部分是磁心電感。
9、常見的磁芯磁環鐵粉芯系列材質有:-2材(紅/透明)、-8材(黃/紅)、-18材(綠/紅)、-26材(黃/白)、-28材(灰/綠)、-33材(灰/黃)、-38材(灰/黑)、-40材(綠/黃)、-45材(黑色)、-52材(綠/藍);尺寸:外徑大小從30到400D(注解:外徑從7.8mm到102mm)。鐵硅鋁系列主要u值有:60、75、90、125;尺寸:外徑大小從3.5mm到77.8mm。兩種產品的規格除了主要的環形外,另有E形,棒形等,還可以根據客戶提供的各項參數定做。它們廣泛應用于計算機主機板,計算機電源,電源供應器,手機充電器,燈飾變壓調光器,不間斷電源(UPS),各種家用電器控制板等。
10、電感和磁珠的什么聯系與區別
1、電感是儲能元件,而磁珠是能量轉換(消耗)器件
2、電感多用于電源濾波回路,磁珠多用于信號回路,用于EMC對策
3、磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,而電感用于這方面則側重于抑制傳導性干擾。兩者都可用于處理EMC、EMI問題。
EMI的兩個途徑,即:輻射和傳導,不同的途徑采用不同的抑制方法。前者用磁珠,后者用電感。4、磁珠是用來吸收超高頻信號,象一些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲器電路(DDR SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種蓄能元件,用在LC振蕩電路,中低頻的濾波電路等,其應用頻率范圍很少超過50MHZ。5、電感一般用于電路的匹配和信號質量的控制上。一般地的連接和電源的連接。在模擬地和數字地結合的地方用磁珠。對信號線也采用磁珠。
11、電感的測量電感測量的兩類儀器:RLC測量(電阻、電感、電容三種都可以測量)和電感測量儀。電感的測量:空載測量(理論值)和在實際電路中的測量(實際值)。由于電感使用的實際電路過多,難以類舉。所以我們就在空載情況下的測量加以解說。電感量的測量步驟:(RLC測量)
1、熟悉儀器的操作規則(使用說明),及注意事項。
2、開啟電源,預備15~30分鐘。
3、選中L檔,選中測量電感量
4、把兩個夾子互夾并復位清零
5、把兩個夾子分別夾住電感的兩端,讀數值并記錄電感量
6、重復步驟4和步驟5,記錄測量值。要有5~8個數據。
7、比較幾個測量值:若相差不大(0.2uH)則取其平均值,記得電感的理論值;若相差過大()0.3 uH)則重復步驟2~步驟6,直到取到電感的理論值。不同的儀器能測量的電感參數都有一些出入。因此,做任何測量前的熟悉你的測量儀器。你的儀器能做什么。然后按照它給你的操作說明去做即可。
12、電感在使用過程中要注意的事項
電感使用的場合潮濕與干燥、環境溫度的高低、高頻或低頻環境、要讓電感表現的是感性,還是阻抗特性等,都要注意。電感的頻率特性在低頻時,電感一般呈現電感特性,既只起蓄能,濾高頻的特性。但在高頻時,它的阻抗特性表現的很明顯。有耗能發熱,感性效應降低等現象。不同的電感的高頻特性都不一樣。
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原文標題:干貨:一文讀懂電感
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