2.3电感器
电感线圈的参数是电感量、品质因数、标称电流、分布电容等。其中,电感量是电感线圈的主要参数,电感量的大小与线圈匝数、绕制方式及磁芯的材料等因素有关。匝数越多,绕制的线圈越集中在一起,电感量越大。线圈内有磁芯的比无磁芯的电感量大,磁芯磁导率大的电感量大。品质因数表明电感线圈的功率损耗。根据这些参数和特性,结合电路的实际需要,可以自己绕制。下面介绍它们的类型、结构、特性、检测和选用。
2.3.1电感线圈的类型
(1)固定电感器:将铜线绕在磁芯上,再用塑料壳或环氧树脂封装而成。其电感量小、重量轻、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,大约在几至几十亨利,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时使用多层电感器,采用多层分段绕制。
(4)蜂房电感线圈:将导线以一定的偏转角(为19°~26°)在骨架上缠绕成蜂房式,可减少线圈的分布电容。
(5)带磁芯的电感线圈:线圈加装磁芯后电感量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:其电感量可均匀地改变,一般采用以下三种方法。
① 改变插入线圈的铁芯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来改变线圈的电感量。
电感器的外形及符号如图2-15所示。在电路中电感用字母L表示。
图2-15电感器的外形及符号
2.3.2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。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电感器具有通直阻交特性。通直流是指电感器对直流电而言呈通路,感抗为零,只存在线圈本身很小的电阻对电流的阻碍作用。阻交是指电感器对交流电存在感抗作用。
③电感器具有励磁特性。电流流过电感器时,会在其四周产生磁场。无论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。电感器具有励磁电特性。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生电动势。
④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。
⑤电感串联,电感量增大。串联后的总电感量L为各串联电感之和,即L=L1+L2+…+Ln。
⑥电感并联,电感量减小。并联后总电感量的倒数等于各电感量倒数之和,即1/L=1/L1+1/L2+…+1/Ln。
2.3.3电感线圈的检测
电感线圈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p 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)从电感线圈外观查看是否有破裂现象,线圈是否有松动变位的现象,引脚是否牢靠。查看电感器的外表上是否有电感量的标称值。还可进一步检查磁芯旋转是否灵活,有无滑扣等。
(2)用万用表检测通/断情况:
① 色码电感的检测是将万用表置于R×1挡,用两表笔分别碰接电感线圈的引脚。当被测电感器的电阻值为0Ω时,说明电感线圈内部短路,不能使用。如果测得电感线圈有一定阻值,说明正常。电感线圈的电阻值与电感线圈所用漆包线的粗细、圈数多少有关。电阻值是否正常可通过相同型号的正常值进行比较,如图2-16所示。
图2-16电感线圈的测量示意图
当测得的电阻值为∞时,说明电感线圈或引脚与线圈接点处发生了断路,此电感线圈不能使用。
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,检测时首先弄清各引脚与哪个线圈相连,然后用万用表的R×1挡,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。方法是选万用表的R×10k挡,用一支表笔接触屏蔽罩,另一支表笔分别接触一、二次绕组的各引脚,若测得的阻值为∞,说明正常;如果阻值为0,则有短路现象;若阻值小于∞,但大于0,则说明有漏电现象。
2.3.4电感线圈的选用
选用电感线圈时应遵循下面的原则:
(1)电感线圈的工作频率要适合电路的要求。用在低频电路的电感线圈,应选用铁氧体或硅钢片作为磁芯材料,其线圈应能够承受大的电流(有的达几安或几十安)。用在音频电路的电感线圈,应选择硅钢片或坡莫合金为磁芯材料。用在较高频率(几十兆赫以上)电路的电感线圈,应选用高频铁氧体作为磁芯。也可采用空心线圈,如果频率超过100MHz,选用空心线圈为佳。
(2)电感线圈的电感量、额定电流必须满足电路的要求。
(3)电感线圈的外形尺寸要符合电路板位置的要求。
(4)使用高频阻流线圈时除注意额定电流、电感量外,还应选分布电容小的蜂房式电感线圈或多层分段绕制的电感线圈。对用在电源电路的低频阻流线圈,尽量选用大电感量的,一般选大于回路电感量的10倍以上为最好。
(5)对于不同电路,对电感线圈的要求是不一样的,应选用不同性能的电感线圈,如振荡电路、均衡电路、去耦电路等。
(6)在更换电感线圈时,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。
(7)对于色码电感或小型固定电感线圈,在电感量相同、标称电流相同的情况下,可以代换使用。
(8)对于有屏蔽罩的电感线圈,使用时一定要将屏蔽罩接地,这样可提高电感线圈的使用性能,达到隔离电场的作用。
(9)在实际应用电感线圈时,为达到最佳效果,需要对线圈进行微调,对于有磁芯的线圈,可通过调节磁芯的位置,改变电感量。对于单层线圈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。对于多层分段线圈,移动分段的相对距离就能达到微调的目的。