3.3 电感器
将导线绕成圆圈的形状就可以制成电感器,简称电感,绕制的圈数越多,电感量越大。扼流圈、互感滤波器都属于电感。电感在滤波电路中使用的较多。
3.3.1 电感的功能
电感具有阻止其中的电流变化的功能。流过电感的电流,其频率越高,则阻抗越高。电感也是一种储能元器件,能把电能转换成磁能并储存起来。
在电路中,电感通常用字母“L”表示,电感量的单位是亨利,简称亨,用字母“H”表示,更多地使用毫亨(mH)和微亨(μH)为单位。它们之间的关系是:
1 H=103 mH=106μH
电感的特点:对直流呈现很小的阻抗,近似于短路,对交流呈现较大的阻抗,且阻值的大小与所通过的交流信号的频率有关。同一电感,通过的交流电流的频率越高,则呈现的阻抗(电阻值)越大。
电感是应用电磁感应原理制成的元件,在电子产品中常用于:
◆ 作为滤波线圈,阻止交流干扰;
◆ 作为谐振线圈,与电容组成谐振电路;
◆ 在高频电路中作为高频信号的负载;
◆ 制成变压器传递交流信号;
◆ 利用电磁的感应特性制成磁性元件,如磁头和电磁铁等器件。
3.3.2 电感的主要参数
1.电感量
电感量是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过。通入线圈的电流越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大。通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它的比值叫作自感系数,也叫作电感量。电感量的大小,主要决定于线圈的直径、匝数及有无铁芯等,即:
式中,L为电感量;Φ为通过线圈的磁通量;I为电流。
2.电感量精度
实际电感量与要求电感量间的误差,对电感量精度的要求要视用途而定。而对振荡线圈要求较高,电感量的精度为0.2%~0.5%;耦合线圈和高频扼流圈要求较低,允许10%~15%的误差。
3.线圈的品质因数
品质因数Q又称Q值,它是用来表示线圈损耗大小的量值,高频线圈通常为50~300。Q值的大小,影响回路的选择性、效率、滤波特性及频率的稳定性。
为了提高线圈的品质因数Q,可以采用的方法为:
◆ 采用镀银铜线,以减小高频电阻;
◆ 采用多股的绝缘线代替具有同样总截面的单股线,以减少集肤效应;
◆ 采用介质损耗小的高频瓷为骨架,以减小介质损耗;
◆ 减少线圈匝数。
4.额定电流
电感在正常工作时,允许通过的最大电流就是线圈的标称电流值,也叫额定电流。
3.3.3 电感的种类和特点
电感是应用电磁感应原理制成的元器件。通常分为两类:一类是应用自感作用的电感线圈,另一类是应用互感作用的变压器。
电感线圈是用导线在绝缘骨架上单层绕制而成的一种电子元器件,电感线圈有固定电感、色环/色码电感、微调电感等。
1.固定电感
固定电感有收音机中的高频扼流圈、低频扼流圈等,也有较粗铜线或镀银铜线采用平绕或间绕方式制成的,常见的固定电感的外形及电路符号如图3-17所示。
图3-17 常见的固定电感的外形及电路符号
2.小型电感器(色环/色码电感)
色环/色码电感是一种小型的固定电感,这种电感是将线圈绕制在软磁铁氧体的基体(磁芯)上,再用环氧树脂或塑料封装,并在其外壳上标以色环或直接用数字表明电感量的数值,常用的色环/色码电感的外形如图3-18所示。
图3-18 常见的色环/色码电感的外形
3.微调电感
微调电感就是可以调整电感量大小的电感,常见微调电感的外形如图3-19所示。微调电感一般设有屏蔽外壳,以及可插入的磁芯和外露的调节旋钮,通过改变磁芯在线圈中的位置来调节电感量的大小。
图3-19 常见的微调电感的外形