電感在在電路中的作用與使用方法

1、電感在電路中的作用與使用方法一、 電感器的定義。1.1 電感的定義：電感是導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)交流電流時(shí)，在導(dǎo)線(xiàn)的部與其周?chē)a(chǎn)生交變磁通，導(dǎo)線(xiàn)的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。當(dāng) 電感過(guò)直流電流時(shí)，其周?chē)怀尸F(xiàn)固定的磁力線(xiàn)，不隨時(shí)間而變化；可是當(dāng)在線(xiàn)圈過(guò)交流電流時(shí)，其周?chē)鷮⒊尸F(xiàn)出隨時(shí)間而變化的磁力線(xiàn)。根據(jù)法拉弟電磁 感應(yīng)定律磁生電來(lái)分析，變化的磁力線(xiàn)在線(xiàn)圈兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，此感應(yīng)電勢(shì)相當(dāng)于一個(gè)“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時(shí)，此感應(yīng)電勢(shì)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。 由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線(xiàn)總量要力圖阻止原來(lái)磁力線(xiàn)的變化的。由于原來(lái)磁力線(xiàn)變化來(lái)源于外加交變電源的變化，故從客觀(guān)效果看，電感線(xiàn)圈有阻止 交流電路中

2、電流變化的特性。電感線(xiàn)圈有與力學(xué)中的慣性相類(lèi)似的特性，在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”，通常在拉開(kāi)閘刀開(kāi)關(guān)或接通閘刀開(kāi)關(guān)的瞬間，會(huì)發(fā)生火花，這 就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)所造成的?？傊?，當(dāng)電感線(xiàn)圈接到交流電源上時(shí)，線(xiàn)圈部的磁力線(xiàn)將隨電流的交變而時(shí)刻在變化著，致使線(xiàn)圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線(xiàn)圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為“自感電動(dòng)勢(shì)”。由此可見(jiàn)，電感量只是一個(gè)與線(xiàn)圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個(gè)參量，它是電感線(xiàn)圈慣性的量度而與外加電流無(wú)關(guān)。電感的具體作用： 1、在DCDC轉(zhuǎn)換的時(shí)候,電源輸入和DCDC芯片之間常接著一個(gè)22uh的功率電感，一，扼流：在低頻電路用來(lái)阻止低頻交流電；脈

3、動(dòng)直流電到純直流電路；它常用在整流電路輸出端兩個(gè)濾波電容的中間，扼流圈與電容組成式濾波電路。在高頻電路：是防止高頻電流流向低頻端，在老式再生式收音機(jī)中的高頻扼流圈 。得到應(yīng)用。二，濾波：和上述理論一樣；也是阻止整流后的脈動(dòng)直流電流流向純直流電路由扼流圈（為簡(jiǎn)化電路，降低成本，用純電阻替帶扼流圈）兩個(gè)電容（電解電容）組成派式濾波電路。利用電容充放電作用和扼 流圈通直流電，阻擋交流電特性來(lái)完成平滑直流電而得到純正的直流電。三，震蕩：我們說(shuō)整流是把交流電變成直流電，那么震蕩就是把直流電變成交流電的反過(guò)程。我們把完成這一過(guò)程的電路叫作“震蕩器”。震蕩器的波形：有正旋波，鋸齒波，梯形波，方波，矩形波，尖

4、峰波。頻率由幾HZ-幾十GHZ.在有線(xiàn)電，無(wú)線(xiàn)電領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。1.2 電感線(xiàn)圈與變壓器電感線(xiàn)圈：導(dǎo)線(xiàn)中有電流時(shí)，其周?chē)唇⒋艌?chǎng)。通常我們把導(dǎo)線(xiàn)繞成線(xiàn)圈，以增強(qiáng)線(xiàn)圈部的磁場(chǎng)。 電感線(xiàn)圈就是據(jù)此把導(dǎo)線(xiàn)（漆包線(xiàn)、紗包或裸導(dǎo)線(xiàn)）一圈靠一圈（導(dǎo)線(xiàn)間彼此互相絕緣）地繞在絕緣管（絕緣體、鐵芯或磁芯）上制成的。一般情況，電感線(xiàn)圈只有一個(gè)繞組。變壓器：電感線(xiàn)圈中流過(guò)變化的電流時(shí)，不但在自身兩端產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而且能使附近的線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這一現(xiàn)象叫互感。兩個(gè)彼此不連接但又靠近，相互間存在電磁感應(yīng)的線(xiàn)圈一般叫變壓器。1.3 電感的符號(hào)與單位電感符號(hào)：L電感單位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (uH)，1

5、H=103mH=106uH。電感量的標(biāo)稱(chēng)：直標(biāo)式、色環(huán)標(biāo)式、無(wú)標(biāo)式電感方向性：無(wú)方向檢查電感好壞方法：用電感測(cè)量?jī)x測(cè)量其電感量；用萬(wàn)用表測(cè)量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。1.4 電感的分類(lèi)：按 電感形式 分類(lèi)：固定電感、可變電感。按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類(lèi)：空芯線(xiàn)圈、鐵氧體線(xiàn)圈、鐵芯線(xiàn)圈、銅芯線(xiàn)圈。按 工作性質(zhì) 分類(lèi)：天線(xiàn)線(xiàn)圈、振蕩線(xiàn)圈、扼流線(xiàn)圈、陷波線(xiàn)圈、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈。按 繞線(xiàn)結(jié)構(gòu) 分類(lèi)：?jiǎn)螌泳€(xiàn)圈、多層線(xiàn)圈、蜂房式線(xiàn)圈。按 工作頻率 分類(lèi)：高頻線(xiàn)圈、低頻線(xiàn)圈。按 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 分類(lèi)：磁芯線(xiàn)圈、可變電感線(xiàn)圈、色碼電感線(xiàn)圈、無(wú)磁芯線(xiàn)圈等。二、 電感的作用基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等。形象說(shuō)法：“通直

6、流，阻交流”細(xì)化解說(shuō)：在電子線(xiàn)路中，電感線(xiàn)圈對(duì)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、移相電路與諧振電路等；變壓器可以進(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。由感抗XL=2fL 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成正比，這關(guān)系也可用下式表示： 電感線(xiàn)圈也是一個(gè)儲(chǔ)能元件，它以磁的形式儲(chǔ)存電能，儲(chǔ)存的電能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2 ?？梢?jiàn)，線(xiàn)圈電感量越大，流過(guò)越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。電 感在電路最常見(jiàn)的作用就是與電容一起，組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道，電容具有“阻直流，通交流”的本領(lǐng)，而電感

7、則有“通直流，阻交流”的功能。如果把 伴有許多干擾信號(hào)的直流電通過(guò)LC濾波電路（如圖），那么，交流干擾信號(hào)將被電容變成熱能消耗掉；變得比較純凈的直流電流通過(guò)電感時(shí)，其中的交流干擾信號(hào) 也被變成磁感和熱能，頻率較高的最容易被電感阻抗，這就可以抑制較高頻率的干擾信號(hào)。LC濾波電路在 線(xiàn)路板電源部分的電感一般是由線(xiàn)徑非常粗的漆包線(xiàn)環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個(gè)高大的濾波鋁電解電容，這二者組成的就是上述的 LC濾波電路。另外，線(xiàn)路板還大量采用“蛇行線(xiàn)貼片鉭電容”來(lái)組成LC電路，因?yàn)樯咝芯€(xiàn)在電路板上來(lái)回折行，也可以看作一個(gè)小電感。三、 電感的主要特性參數(shù)2.1 電感量L電感量L表示線(xiàn)

8、圈本身固有特性，與電流大小無(wú)關(guān)。除專(zhuān)門(mén)的電感線(xiàn)圈（色碼電感）外，電感量一般不專(zhuān)門(mén)標(biāo)注在線(xiàn)圈上，而以特定的名稱(chēng)標(biāo)注。2.2 感抗XL電感線(xiàn)圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱(chēng)感抗XL，單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2fL2.3 品質(zhì)因素Q品 質(zhì)因素Q是表示線(xiàn)圈質(zhì)量的一個(gè)物理量，Q為感抗XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。線(xiàn)圈的Q值愈高，回路的損耗愈小。線(xiàn)圈的Q值與導(dǎo)線(xiàn)的直流電 阻，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線(xiàn)圈的Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線(xiàn)圈，多股粗線(xiàn)圈均可提高線(xiàn)圈的Q 值。2.4 分布電容線(xiàn)圈的匝與匝間、線(xiàn)圈與屏蔽罩間、線(xiàn)圈

9、與底版間存在的電容被稱(chēng)為分布電容。分布電容的存在使線(xiàn)圈的Q值減小，穩(wěn)定性變差，因而線(xiàn)圈的分布電容越小越好。采用分段繞法可減少分布電容。2.5 允許誤差：電感量實(shí)際值與標(biāo)稱(chēng)之差除以標(biāo)稱(chēng)值所得的百分?jǐn)?shù)。2.6 標(biāo)稱(chēng)電流：指線(xiàn)圈允許通過(guò)的電流大小，通常用字母A、B、C、D、E分別表示，標(biāo)稱(chēng)電流值為50mA 、150mA 、300mA 、700mA 、1600mA 。四、常用電感線(xiàn)圈3.1 單層線(xiàn)圈 單層線(xiàn)圈是用絕緣導(dǎo)線(xiàn)一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機(jī)中波天線(xiàn)線(xiàn)圈。3.2 蜂房式線(xiàn)圈 如果所繞制的線(xiàn)圈，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交成一定的角度，這種線(xiàn)圈稱(chēng)為蜂房式線(xiàn)

10、圈。而其旋轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)線(xiàn)來(lái)回彎折的次數(shù)，常稱(chēng)為折點(diǎn)數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點(diǎn)是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線(xiàn)圈都是利用蜂房繞線(xiàn)機(jī)來(lái)繞制，折點(diǎn)越多，分布電容越小3.3 鐵氧體磁芯和鐵粉芯線(xiàn)圈 線(xiàn)圈的電感量大小與有無(wú)磁芯有關(guān)。在空芯線(xiàn)圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線(xiàn)圈的品質(zhì)因素。3.4 銅芯線(xiàn)圈 銅芯線(xiàn)圈在超短波圍應(yīng)用較多，利用旋動(dòng)銅芯在線(xiàn)圈中的位置來(lái)改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。3.5 色碼電感線(xiàn)圈 是一種高頻電感線(xiàn)圈，它是在磁芯上繞上一些漆包線(xiàn)后再用環(huán)氧樹(shù)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3300u

11、H之間。色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標(biāo)志方法同電阻一樣以色環(huán)來(lái)標(biāo)記。其單位為uH。3.6 阻流圈（扼流圈） 限制交流電通過(guò)的線(xiàn)圈稱(chēng)阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。3.7 偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈 偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈是電視機(jī)掃描電路輸出級(jí)的負(fù)載，偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高、磁場(chǎng)均勻、Q值高、體積小、價(jià)格低。五、電感的型號(hào)、規(guī)格與命名。國(guó)外有眾多的電感生產(chǎn)廠(chǎng)家，其中名牌廠(chǎng)家有SAMUNG、PHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、KEMET、ROHM等。5.1 片狀電感電感量：10NH1MH材料：鐵氧體 繞線(xiàn)型 瓷疊層精度： J=±5% K=±10% M=

12、77;20%尺寸： 0402 0603 0805 1008 1206 1210 1812 1008=2.5mm*2.0mm 1210=3.2mm*2.5mm 個(gè)別示意圖：貼片繞線(xiàn)電感 貼片疊層電感5.2 功率電感電感量：1NH20MH 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；個(gè)別示意圖： 貼片功率電感 屏蔽式功率電感5.3 片狀磁珠種類(lèi)：CBG（普通型） 阻抗：53KCBH（大電流） 阻抗：30120CBY（尖峰型

13、） 阻抗：52K個(gè)別示意圖： 貼片磁珠 貼片大電流磁珠規(guī)格：0402/0603/0805/1206/1210/1806（貼片磁珠）規(guī)格：SMB302520/SMB403025/SMB853025（貼片大電流磁珠）5.4 插件磁珠規(guī)格：RH3.5 5.5 色環(huán)電感電感量：0.1uH22MH尺寸：0204、0307、0410、0512豆形電感：0.1uH22MH尺寸：0405、0606、0607、0909、0910精度：J=±5% K=±10% M=±20%精度：J=±5% K=±10% M=±20%插件的色環(huán)電感 讀法：同色環(huán)

14、電阻的標(biāo)示5.6 立式電感電感量：0.1uH3MH規(guī)格：PK0455/PK0608/PK0810/PK09125.7軸向?yàn)V波電感規(guī)格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019電感量：0.1uH-10mH。額定電流：65mA10A。Q值高，價(jià)位一般較低，自諧振頻率高5.8 磁環(huán)電感規(guī)格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026尺寸（單位mm）：3.2515.885.9 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(xiàn)繞成，而為了減少電感本身的線(xiàn)路電阻對(duì)直流電流的影響，要采用線(xiàn)徑較粗的漆包線(xiàn)。但在一些體積較少的 產(chǎn)品中，采用很重很大的空氣芯電感不

15、太現(xiàn)實(shí)，不但增加成本，而且限制了產(chǎn)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(jì)算機(jī)中，絕大部分是磁心電感。六、 常見(jiàn)的磁芯磁環(huán)鐵粉芯系列材 質(zhì)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(lán)）；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(chǎn)品的規(guī)

16、格除了主要的環(huán)形外，另有E形，棒形等，還可以根據(jù)客戶(hù)提供的各項(xiàng)參數(shù)定做。它們廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)主機(jī)板，計(jì)算機(jī)電源，電源供應(yīng)器，手機(jī)充電器，燈飾變壓調(diào)光器，不間斷電源（UPS），各種家用電器控制板等。八、電感在使用過(guò)程中要注意的事項(xiàng)8.1電感使用的場(chǎng)合潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性，還是阻抗特性等，都要注意。8.2電感的頻率特性在低頻時(shí)，電感一般呈現(xiàn)電感特性，既只起蓄能，濾高頻的特性。但在高頻時(shí)，它的阻抗特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱，感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。下面就鐵氧體材料的電感加以解說(shuō)：鐵 氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線(xiàn)圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng) 用，因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要程電感特性，使得線(xiàn)上的損耗很小。