电感器是用绝缘导线绕制而成(高频电感常用镀银裸导线间绕)的,是电子电路中重要的基本元件。电感器的文字符号用L表示,在电路中的图形符号如图2-21所示。
图2-21 电感器的图形符号
a)电感器线圈 b)带铁心的电感器c)带抽头的电感器 d)可调和微调电感器
电感器的本质特性是用感应电流(由感应电动势驱动产生)阻碍电感所在空间的磁场(方向和强度)的变化、阻碍流过电感器的电流变化,在这种动态变化中会存储或释放电能。
电感器两端的电压是电流变化形成的感应电动势为
式中,L表示电感器的电感量,是电感器的基本参数。电感量的国际单位是H(亨利,简称亨),常用的单位还有mH(毫亨)、μH(微亨)。它们之间的换算关系为
1H=103 mH=106 μH
2.电感器的电气性能
(1)电感器具有以磁场形式存储电能的作用,理想的电感器不消耗电能。
电感器存储电能与电流有关,即
(2)电感器在电路中的宏观特性是流过电感器的电流(大小和方向)不能突变。
(3)电感器对交流电的阻碍作用称为感抗,用XL表示为
XL=2πLf
感抗的单位为Ω。
电感器的感抗与频率成正比,因此,电感器具有通直流、阻交流,通低频、阻高频的特性。
通过电感器的电流不能突变,电感器会使交流电流相位滞后电压相位90°(即π/2)。这个特性可用双踪示波器测试,接线方法和显示波形如图2-22所示。
图2-22 电感器对交流电影响特性测试接线和显示波形
a)接线方式 b)显示波形
(4)电感器与电容器组合构成LC选频电路,有串联和并联两种形式,电路的频率为
3.电感器的分类及应用
电感器的种类很多,而且分类方法也不一样。
按电感器的形式分,有固定电感器、可变电感器、微调电感器。(www.xing528.com)
按磁体的性质分,有空心线圈、磁心线圈、铜心线圈。
按结构特点分,有单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
按组合方式分,有单一线圈、抽头线圈(自耦式线圈)、复合式线圈(互耦式线圈)。
按使用特性分,有高频电感器、低频电感器等。
各种电感器都具有不同的特点和用途,但它们都是用漆包线、纱包线、镀银裸铜线,绕在绝缘骨架上、铁心(或磁心)上构成,而且圈与圈之间要彼此绝缘。为适应各种用途的需要,电感器做成各式各样的形状,如图2-23所示。
图2-23 常见电感器的外形
4.电感器的标识
电感器标识多用直接标注方式,现在有些μH级的高频电感器产品的封装外形和电阻器相同(封装底漆多为绿色),并且也用三色环方式标识电感量(见图2-24),外形容易与色环标识的电阻器混淆,但用表一测就可区分,电感器的电阻值几乎为零。
图2-24 电感器的色环标识
5.变压器
变压器由电感器组合构成,它以电磁感应方式传输电能。输入端部分叫一次绕组,输出端部叫二次绕组。两种绕组之间用铁心(或磁心、磁棒等导磁性物质)传递磁场、耦合能量,如图2-25所示。
理想变压器的电压U与绕组匝数N成正比
电流i与绕组匝数N成反比
图2-25 变压器结构与图形符号
a)变压器外形和结构示意图 b)变压器的电路图形符号
交流阻抗Z与绕组匝数n的二次方成正比
6.电感器的选用
具体电路中使用的电感器(或电感类部件)要注意电感量、绝缘性能和最大允许电流三种参数。
电感量检测需要专门的仪器,电子电路用的小型电感器可用万用电桥检测。
电机和变压器等设备的绕组与外壳之间的绝缘性能需要用绝缘电阻表(俗称兆欧表或摇表)进行检测,以防漏电。限定最大允许电流是避免电感器在正常状态下烧毁。
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