第四章电感及电感元件

1、第四章 电感及电感元件本章重点：电感线圈的结构，常用电感线圈的特性及使用，变压器的结构，常用变压器的特性及使用。电感元件：根据电磁感应原理制作的元件，又叫电感器。作用：能实现调谐、振荡、耦合、滤波、陷波、偏转、聚焦、延时补偿、电压变换和阻抗变换等功能。电感元件 自感：载流线圈的电流变化在线圈自身引起感应电动势的现象。互感：两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。第一节 电感元件的基本知识 线圈的结构及电路图形符号一、线圈的构成 构成：电感线圈一般由骨架、绕组、磁心和屏蔽罩构成，但是在一些要求不

2、严格的电路应用中骨架、磁心和屏蔽罩都被省去。 骨架：可以由各种绝缘材料制成，其材质和制作工艺的优劣对电感元件有一定影响。 绕组：由绝缘导线绕制而成，最常用的绝缘导线是漆包线。 电感量也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。 电感器电感量的大小，主要取决于线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。通常，线圈圈数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大；磁心导磁率越大的线圈，电感量也越大。电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母H表示。常用的单位还有毫（mH）和微亨（H），它们之间的关系是： 1H=1000mH 1mH=1000H）屏蔽罩

3、：减小外界电磁场对线圈的影响以及线圈产生的电磁场对外界的影响。 磁心： 可以增加线圈的自感系数(电感量)，并且调节磁心与线圈的正对面积 可以调节线圈的自感系数(电感量)。磁心一般用铁氧材料制作。二、线圈的主要参数(1)电感量（L）：与线圈的直径(面积)，线圈匝数，饶制方式及磁心有关。(2)线圈的品质因(Q)：指在某一频率的交流电压作用下工作时，线圈所呈现的感抗与线圈直流电阻的比值。 品质因数是衡量电感器件的主要参数。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关。 (3)分布电容(C)：主要是线圈的匝与匝之间

4、存在的电容，还包括线圈与线圈间，线圈与地间存在的电容，分布电容的存在使Q值下降。(4)额定电流：允许通过线圈的最大电流。(5)稳定性：线圈的稳定性受湿度、温度和机械振动影响。三、电感元件的分类（P69）分类方法有很多种：按磁芯分、按绕线结构分、按封装形式分、按电感量分、按外形分、按工作性质分。四、电感元件的型号命名及标注方法 1、命名方法 分为四部分：主称、特征、型式、区别代号。第二节 电感器一般有立式和卧式两种。采用软磁“工”字磁芯作芯子；高强度漆包线（纱包线）排绕或乱绕成线圈，电感量在 之间，品质因数（Q）值控制在40左右；用PVC热缩性套管或装入塑料壳，用环氧树脂封装而成。 部分固定电感

5、器结构图电感器特性：通直流、隔交流。原因：交流时，电流频率很快。电流频率越高，电感器阻抗越大，电流越难以通过。 电感器在电路中常与电容器构成LC滤波电路、LC振荡电路。电子电路中电感器具有体积小、重量轻、结构牢固和安装方便等特点。H22000H10 区别代号（用数字或字母表示） 型式（用字母表示，如X代表小型） 特征（用字母表示，如G代表高频） 主称（用字母表示，如L代表电感线圈，ZL代表 阻流圈） 电感元件的型号组成2、电感元件的标注方法 （1）直标法：即在小型电感元件的外壳上直接用文字标出电感元件的电感量、允许误差和最大工作电流等的主要参数。其中最大工作电流常用字母标志。如：A-50mA（

6、最大工作电流）、B-150mA、C-300m、D-700mA、E-1600mA。 （2）色标法：在电感元件的外壳上涂上不同颜色的色点、色环，用来表明其参数。其中色点、色环颜色与数字所对应的关系同于电阻器色环标志法，电感量单位为 。如表4-1-6所示（P70）。五、电感元件的检测 首先是外观检测，接下来是线圈电阻检测，绝缘电阻，磁芯，色码电感器检测。具体操作如表4-1-7（P70）所示。课堂练习：表4-1-8（P71）H电感器功能：滤波、陷波（在电子线路中，电感线圈对交流有限流作用，它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进行交流耦合、变压、变流和阻抗变换等）、

7、振荡和延迟等。滤波：在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。陷波：在三相交流电路中，换相时产生的周期性电压扰动。振荡：振荡电路是将电源的直流电能，转变成一定频率的交流信号的电路。作用是产生交流电振荡，作为信号源。 一般中、高频振荡器用LC振荡电路，频率高，LC元件值比较小，体积也小，有良好的选频特性，输出波形比较纯。 在低频振荡电路中，频率低，所用的LC元件值很大。这时用的电感线圈体积很大，铁芯线圈的性能也差，用RC振荡电路就比较合适。延迟：使输出信号特性与输入信号基本不变，而只

8、使其输出延迟一段时间(即信号的幅值不变，相位变化)。电感器的名称和用途：1、色码电感器：适用于高、中频电路。2、行线性线圈：调节电视机的行线性。3、镇流器：适用于日光灯电路。4、偏转线圈：电视机中控制电子扫描轨迹。一、部分常用电感器（P72） 如表4-2-2所示，介绍了几种常用的电感器： 空芯电感器：适用于高频扼流、分频器、滤波器。电路图形符号： 瓷绕高频电感器、模压电感器、棒状电感器：适用于高频扼流、分频器、滤波器。电路图形符号： 磁芯电感器：适用于高、中频选频放大器 色码电感器：适用于高、中频电路二、专用电感器1、铁心低频阻流圈：适用于整流LC滤波器、音频滤波器，显示器用行 阻流圈。2、行

9、线性线圈：适用于显示器校正非线性电路。3、行振荡线圈：适用于频率调整电路。4、偏转线圈：在显示器中控制电子扫描轨迹，以便荧光屏上能显示图像。三、片式电感器 亦称表面贴装电感器，其引出端焊接在同一平面上。 作用：适用于表面贴装技术的无引线或短引线微型电子元件。 主要有绕线型、叠层型、编织型和薄膜片式，常用封装。 类型（P73）：模压电感： 绕线型电感 功率电感 补充：高、中、低频的划分 阻抗中的低频，中频，高频是定性的描述，没有严格的的范围。从Nyquist（奈奎斯特）图大致看：曲线在坐标作下部分就定为高频，中间段为中频，最右边的为低频。如果一定要给一个大概范围的话，一般可以认为：低频：100

10、kHz第三节 小型变压器开始新课之前，先看一下几个问题：1、变压器的工作原理是什么？2、小型变压器是怎样实现把高压变为低压的？3、小型电源变压器是怎样进行检测的？结合问题，看一下书上7477页。 变压器结构图结构：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈或一次线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈或二次线圈）.两个线圈都是由绝缘导线绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.变压器的工作原理：利用电磁感应的互感原理，两组或两组以上线圈（在一定范 围内） 彼此间感应电压、电流来达到升压或降压功能。变压器作用：变换电压、电流和阻抗的器件，在电源

11、和负载之间进行直流 隔离，以最大限度地传输能量。阻抗含义：在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用 叫做阻抗。阻抗常用Z表示。变压器结构示意图及图形符号：根据此原理图接出的实验电路进行实验可得： 在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.初级、次级电压和线圈匝数间具有下列关系： U1/U2=N1/N2=n式中n称为电压比（圈数比），当n1时，则N1N2，U1U2，该变压器为降压变压器。反之则为升压变压器. 另有电流之比： 电功率： P1=P2注意：上面的式子，只在理想变压器只有一个副线圈时成立。当有两个副线圈时，根据能量守恒定律，有P1=P2+P3，U1/

12、N1=U2/N2=U3/N3，电流则须利用电功率的关系式去求，有多个副线圈时，依此类推。当N2N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器；当N2N1时，其感应电动势低于初级电压，这种变压器称为降压变压器。NNII1221几个不同变压器实例P74(表4-3-1)：电源变压器：变换电源电压。低频变压器：变换低频电路输入、输出阻抗。中频变压器：改善接收机的通频带和选择性。行输出变压器：彩电中变换电压以保证显像管能正常产生光栅。一、变压器的种类和型号命名P75(表4-3-2) 1、变压器的种类 低频变压器：电源变压器，低频放大器输入、输出变压器， 扩音机的线间变压器、耦合变

13、压器。 按工作频率分 中频变压器：收音机、电视机中频变压器以及检测仪器用中频变压器。 高频变压器：收音机的磁性天线、电视机的天线阻抗匹配器。 脉冲变压器：主要用于脉冲电路中，如显示器的行输出变压器。脉冲电路：在数字电路中分别以高电平和低电平表示1状态和0状态。此时电信号的波形是非正弦波。通常，就把一切既非直流又非正弦交流的电压或电流统称为脉冲。形成的电路即为脉冲电路。 2、型号命名方法 主要是根据变压器的用途来命名的。以下是低频变压器和中频变压器的型号命名方法。（a）低频变压器型号命名 （b）中频变压器的型号命名 具体型号命名例子如P75表4-3-3、表4-3-4所示。二、专用变压器（P76）

14、 主要介绍了电源变压器、环形电源变压器、音频变压器、中频变压器和天线变压器。如表4-3-5所示。三、自耦调压器（P76 表4-3-6） 特点：它是只有一个绕组的变压器，既能降压又能升压。序号（用数字表示）功率（用数字表示单位W或VA）主称（用字母表示）级数（用数字表示）外形尺寸（用数字表示）主称（用字母表示） 适用于作可调电源（环形）。具体电路图如下：四、小型电源变压器检测 （P77） 绝缘性能：万用表置 挡 ，电阻值均应为 。 线圈性能：万用表置 挡，分别测量初、次级各个线圈的电阻值，初级 几十欧到几百欧，次级几欧到几十欧。当某个线圈电阻为 时， 检测项目 说明线圈断路。 功率性能：按电压器的额定功率接上假负载，经过5分钟左右时间的试验。若 测得电压为标定值，且变压器不发热，则可