2.3 电感器的种类与检测
电感元件是一种储能元件,它可以把电能转换成磁能并储存起来,是电子产品中最基本、最常用的电子元件之一。
电感元件的种类繁多,分类方式也多种多样。按照外形电感器可分为:空心电感器(空心线圈)、磁芯电感器(线圈绕在磁芯上);按照工作性质电感器可分为:高频电感器(天线线圈)、振荡线圈、低频电感器(各种扼流圈、滤波线圈);按照封装形式电感器可分为:普通电感器(色标电感、色环电感器)、贴片电感器等;按照电感量电感器可分为:固定电感器、可调电感器。如图2-3所示为几种常见电感器的实物外形。
图2-3 常见电感器的实物外形
2.3.1 固定电感器的种类与检测
(1)固定电感器的种类特点
固定电感器是一种电感值不可变的电感器,常见的几种固定电感器及其图像符号、功能特点等见表2-41。
表2-41 常见的几种固定电感器及其图像符号、功能特点
(2)固定电感器的识别方法
固定电感器的标识方法通常有两种:直标法和色环法。直标法通过一些代码符号将电感的阻值等参数标识在电感上;色环法是一般电感器常见的标识方法,通过色环不同颜色和不同位置标识电感值。
①直标法 电感器采用直标法的识读方法见表2-42。
表2-42 电感器采用直标法的识读方法
电感器的产品名称的表示符号对照表如表2-43所示。
表2-43 电感器的产品名称的表示符号对照表
电感器的允许偏差的表示符号对照表如表2-44所示。
表2-44 电感器的允许偏差的表示符号对照表
②色环法 电感器采用色环法的识读方法见表2-45。
表2-45 电感器采用色环法的识读方法
表2-46 色标法的含义表
(3)电感器主要参数
导线绕制成圆圈状即构成电感,绕制的圈数越多,电感量越大。电感量的单位是“亨利”,简称“亨”,用字母“H”表示,但更多地使用“毫亨”(mH)、“微亨”(μH)为单位。它们之间的关系是:1H=103mH=106μH。
①电感量 电感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,它们的比值叫作自感系数,也叫做电感量。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——电感量;
Φ——通过线圈的磁通量;
I——电流。
②电感量精度 电感量精度是指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。振荡线圈要求较高,为0.2%~0.5%;耦合线圈和高频扼流圈要求较低,允许10%~15%。
③线圈的品质因数Q 品质因数Q用来表示线圈损耗的大小,高频线圈通常为50~300。Q值的大小,影响回路的选择性、效率、滤波特性以及频率的稳定性。线圈的品质因数Q的计算公式为:
式中 ω——工作角频率;
L——线圈的电感;
R——线圈的总损耗电阻。
为了提高线圈的品质因数Q,可以采用的方法如下。
a.采用镀银铜线,以减小高频电阻。
b.采用多股的绝缘线代替具有同样总截面积的单股线,以减少趋肤效应。
c.采用介质损耗小的高频瓷为骨架,以减小介质损耗。
d.减少线圈匝数,不同材料的磁芯虽然能增加磁芯损耗,但通过减小线圈匝数,可以减小导线直流电阻,对提高线圈Q值是非常有利的。
电感量相同的线圈,导线的直径越大,导线的股数越多,其Q值越大。电感的品质因数Q,在谐振电路中有严格的要求。电感的品质因数Q的准确值要使用专门的测试仪表测得,如电感电容测试仪。
④固有电容 固有电容是指线圈绕组的匝与匝之间、多层绕组层与层之间存在的分布电容。为了减少线圈的固有电容,可以减少线圈骨架的直径,用细导线绕制线圈,或采用间绕法、蜂房式绕法等。
⑤线圈的稳定性 线圈的稳定性是指线圈参数随环境条件变化而变化的程度。如线圈导线受热后膨胀,使线圈产生几何变形,从而引起电感量的变化。为了提高线圈的稳定性,可从线圈制作上采取适当措施。如采用热绕法,将绕制线圈的导线通上电流,使导线变热,然后绕制成线圈,这样导线冷却后收缩紧紧贴在骨架上,线圈不易变形,从而提高稳定性。
⑥额定电流 电感线圈在正常工作时,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。
(4)固定电感器检测方法速查
以色环电感器为例,具体的检测方法见表2-47。
表2-47 色环电感器的检测方法(一)
对于色环电感器还可使用万用表对其电感量进行检测,其检测方法见表2-48。
表2-48 色环电感器的检测方法(二)
2.3.2 可变电感器的种类与检测
(1)可变电感器的种类特点
可变电感器是指阻值可以变化的电感器,常见的可变电感器的种类见表2-49。
表2-49 常见的几种可变电感器及其图像符号、功能特点
(2)磁棒线圈检测方法速查
磁棒线圈的检测方法见表2-50。
表2-50 磁棒线圈的检测方法
(3)微调电感器检测方法速查
微调电感器的检测方法见表2-51。
表2-51 微调电感器的检测方法