電感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 法電感在電路中的作用與使用方法一、電感器的定義電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時(shí)，在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，導(dǎo)線的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。當(dāng)電感中通過直流電流時(shí)，其周圍只呈現(xiàn)固定的磁力線， 不隨時(shí)間而變化；可是當(dāng)在線圈中通過交流電流時(shí)，其周圍 將呈現(xiàn)出隨時(shí)間而變化的磁力線。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律磁生電來分析， 變化的磁力線在線圈兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng) 電勢，此感應(yīng)電勢相當(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)生的磁力線總量要力圖阻止原 來磁力線的變化的。 由于原來磁力線變化來源于外加交變電 源的變化，故從客觀效果看

2、，電感線圈有阻止交流電路中電 流變化的特性。電感線圈有與力學(xué)中的慣性相類似的特性， 在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”，通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘 刀開關(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)電勢所造成的。總之，當(dāng)電感線圈接到交流電源上時(shí)，線圈內(nèi)部的磁力 線將隨電流的交變而時(shí)刻在變化著，致使線圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢，稱為“自感電動(dòng)勢”。由此可見，電感量只是一個(gè)與線圈的圈數(shù)、大小形狀和 介質(zhì)有關(guān)的一個(gè)參量， 它是電感線圈慣性的量度而與外加電 流無關(guān)。二、電感線圈與變壓器電感線圈：導(dǎo)線中有電流時(shí)，其周圍即建立磁場。通常 我們把導(dǎo)線繞成線圈，以增強(qiáng)線圈內(nèi)部的磁場

3、。電感線圈就 是據(jù)此把導(dǎo)線（漆包線、紗包或裸導(dǎo)線）一圈靠一圈（導(dǎo)線 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，電感線圈只有一個(gè)繞組。變壓器：電感線圈中流過變化的電流時(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)的線圈一般叫變壓器。三、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）換算關(guān)系：1H=1000mH=10*10*10*10*10*10uH。1mH=1000uH四、電感的分類：按電感形式分類：固定電感、可變電感；按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類：空芯線圈、鐵氧體

4、線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈；按工作性質(zhì)分類：大線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈;按繞線結(jié)構(gòu)分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈；按工作頻率分類:高頻線圈、低頻線圈；按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類:磁芯線圈、可變電感線圈、色碼電感線圈、無磁芯線圈等。五、電感的主要特性參數(shù)1、電感量L電感量L表示線圈本身固有特性，與電流大小無關(guān)。除 專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標(biāo)注在 線圈上，而以特定的名稱標(biāo)注。2、感抗XL電感線圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱感抗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=2n fL。3、品質(zhì)因素Q品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)物理量，Q為感抗XL與其

5、等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。線圈的Q值愈高，回路的損耗愈小。線圈的 Q值與導(dǎo)線的直流電阻，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)。線圈的 Q值通常為幾十到幾百。采用磁芯線圈，多 股粗線圈均可提高線圈的Q值。4、分布電容線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在 的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的 Q值減小， 穩(wěn)定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。采用分段繞法 可減少分布電容。5、允許誤差電感量實(shí)際值與標(biāo)稱之差除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù)。6、標(biāo)稱電流指線圈允許通過的電流大小，通常用字母A B、C、D、E分別表示，標(biāo)稱電流值為 50mA 15

6、0mA 300mA 700mA 1600mA六、常用電感線圈1、單層線圈單層線圈是用絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨 架上。如晶體管收音機(jī)中波天線線圈。2、蜂房式線圈如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交 成一定的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周， 導(dǎo)線來回彎折的次數(shù)，常稱為折點(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。蜂房式線圈都是利用 蜂房繞線機(jī)來繞制，折點(diǎn)越多，分布電容越小。3、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈線圈的電感量大小與有無磁芯有關(guān)。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。4、銅芯線圈銅芯線圈在超短波范圍應(yīng)用較多，利用旋動(dòng)銅芯在

7、線圈中的位置來改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。5、色碼電感線圈是一種咼頻電感線圈，它是在磁芯上繞上一些漆包線后再用環(huán)氧樹脂或塑料封裝而成。它的工作頻率為10KHZ至200MHz電感量一般在 O.luH至U 3300uH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)來標(biāo)記。其單位為 uH。6、阻流圈（扼流圈）限制交流電通過的線圈稱阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。7、偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)線圈是電視機(jī)掃描電路輸出級(jí)的負(fù)載，偏轉(zhuǎn)線圈要求：偏轉(zhuǎn)靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價(jià)格低。七、電感在電路中的作用基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等；形象說法：“通直流，阻交流”

8、；細(xì)化解說：在電子線路中，電感線圈對(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、移相電路及諧振電路等；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=2n fL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 變化速度厶i/ t成正比。電感線圈也是一個(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=1/2Li2?？梢?，線圈電感量越大，流過越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。檢查電感好壞方法：用電感測量儀測量其電感量；用萬 用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。八、電感的型號(hào)、規(guī)格及命名國內(nèi)外有眾多的電感生

9、產(chǎn)廠家， 其中名牌廠家有 SAMUNGPHI、TDK AVX VISHAY NEC KEMET ROHI等。1、片狀電感電感量：10NH- 1MH材料：鐵氧體繞線型陶瓷疊層；精度：J= 5%K= 10%M20%;尺寸：04020603080510081206121018121008=2.5mm*2.0mm1210=3. 2mm*2.5mm2、功率電感電感量：1NHH 20MH；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。3、片狀磁珠種類

10、：CBG（普通型）阻抗：5 Q 3KQ ;CBH（大電流）阻抗：30 Q120 Q ;CBY（尖峰型）阻抗：5Q2KQ ;規(guī)格：0402/0603/0805/1206/1210/1806（貼片磁珠）；規(guī)格：SMB302520/SMB403025/SMB85302（貼片大電流磁 珠）。4、插件磁珠規(guī)格：RH3.5。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%M20%;精度：J= 5%K 10%M 20%6、插件的色環(huán)電感；讀法：同色環(huán)電阻的標(biāo)示。

11、7、立式電感電感量：0.1uH3MH規(guī)格：PK0455/PK0608/PK0810/PK0912。8、軸向?yàn)V波電感規(guī)格：LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019電感量：0.1uH-10mH ;額定電流：65mA10AQ值高，價(jià)位一般較低，自諧振頻率高。9、磁環(huán)電感規(guī)格：TC3026/TC3726/TC4426/TC5026 ;尺寸（單位 mm : 3.2515.88。10、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 包線繞成，而為了減少電感本身的線路電阻對(duì)直流電流的影 響，要采用線徑較粗的漆包線。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太現(xiàn)實(shí)，

12、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。九、電感在電路中的應(yīng)用電感在電路最常見的功能就是與電容一起，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 LC濾波電路，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)。在線路板電源部分的

13、電感一般是由線徑非常粗的漆包線 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，線路板還大量采用“蛇行線+貼片鉭電容”來組 成LC電路，因?yàn)樯咝芯€在電路板上來回折行，也可以看作 一個(gè)小電感。十、電感與磁珠的聯(lián)系與區(qū)別電感和磁珠有什么聯(lián)系與區(qū)別1、電感是儲(chǔ)能元件，而磁珠是能量轉(zhuǎn)換（消耗）器件；2、電感多用于電源濾波回路，磁珠多用于信號(hào)回路，用于EMC寸策；3、磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾，而電感用于這方面則側(cè)重于抑制傳導(dǎo)性干擾。兩者都可用于處理EMC EMI問題。EMI的兩個(gè)途徑，即：輻射和傳導(dǎo)，不同的途徑采用不 同的抑制方法。前

14、者用磁珠，后者用電感；4、 磁珠是用來吸收超高頻信號(hào)，象一些 RF電路，PLL， 振蕩電路，含超高頻存儲(chǔ)器電路（ DDRSDRAMRAMBU等）都 需要在電源輸入部分加磁珠，而電感是一種蓄能元件，用在LC振蕩電路，中低頻的濾波電路等， 其應(yīng)用頻率范圍很少超 過 50MHZ5、電感一般用于電路的匹配和信號(hào)質(zhì)量的控制上。一般 地的連接和電源的連接。 在模擬地和數(shù)字地結(jié)合的地方用磁 珠。對(duì)信號(hào)線也采用磁珠。磁珠的大?。ù_切的說應(yīng)該是磁珠的特性曲線）取決于 需要磁珠吸收的干擾波的頻率。磁珠就是阻高頻，對(duì)直流電 阻低，對(duì)高頻電阻高。比如1000R100Mhz就是說對(duì)100M頻率的信號(hào)有1000歐姆的電阻

15、。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账?在某一頻率產(chǎn)生的阻抗來標(biāo)稱的，阻抗的單位也是歐姆。磁 珠的datasheet上一般會(huì)附有頻率和阻抗的特性曲線圖。一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn)，比如2012B601,就是指在100MHz的時(shí) 候磁珠的Impedance為600歐姆。十一、部分電感的計(jì)算公式1、環(huán)形電感針對(duì)環(huán)形CORE有以下公式可利用：（IRON）L=N2*ALL=電感量（H）AL=感應(yīng)系數(shù)；H-DC=0.4n NI/lN=繞線匝數(shù)（圈）；H-DC=ft流磁化力1=通過電流（A）l=磁路長度（cm）；I及AL值大小，可參照Micrometa對(duì)照表。例如：以T50-52 材，繞線5圈半，其L值為T50-52（表

16、示OD為0.5英寸）， 經(jīng)查表其AL值約為33nH;L=33*（5.5）2=998.25nH1 卩 H;當(dāng)通過10A電流時(shí)，其L值變化可由1=3.74（查表）;H-DC=0.4 n NI/l=0.4 X 3.14 X 5.5 X 10/3.74=18.47 （查表后）；即可了解L值下降程度（卩i%）。電感計(jì)算介紹一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：L=（k* 卩 0* 卩 s*N2*S）/l；其中，卩0為真空磁導(dǎo)率=4 n *10（-7） 。（ 10的負(fù)七次方）；卩s為線圈內(nèi)部磁芯的相對(duì)磁導(dǎo)率，空心線圈時(shí)卩s=1 ；N2為線圈圈數(shù)的平方；S線圈的截面積，單位為平方米；l線圈的長度，單位為米；k系數(shù)，取決于線圈的半徑

17、（R）與長度（I）的比值；計(jì)算出的電感量的單位為亨利；以上均為理論值，實(shí)際的電量以實(shí)測為準(zhǔn)。十二、電感的測量電感測量的兩類儀器：RLC測量（電阻、電感、電容三種 都可以測量）和電感測量儀；電感的測量：空載測量（理論值）和在實(shí)際電路中的測量（實(shí)際值）；由于電感使用的實(shí)際電路過多，難以類舉。所以我們就 在空載情況下的測量加以解說。電感量的測量步驟：（RLC測量）1、熟悉儀器的操作規(guī)則（使用說明），及注意事項(xiàng)；2、開啟電源，預(yù)備1530分鐘；3、選中L檔，選中測量電感量；4、把兩個(gè)夾子互夾并復(fù)位清零；5、把兩個(gè)夾子分別夾住電感的兩端，讀數(shù)值并記錄電感量;6、重復(fù)步驟4和步驟5,記錄測量值。要有58個(gè)

18、數(shù)據(jù);7、 比較幾個(gè)測量值：若相差不大（ 0.2uH ）則取其平均 值，記得電感的理論值；若相差過大（）0.3uH ）則重復(fù)步 驟2步驟6,直到取到電感的理論值；不同的儀器能測量的電感參數(shù)都有一些出入。因此，做 任何測量前的熟悉你的測量儀器。你的儀器能做什么。然后 按照它給你的操作說明去做即可。十三、電感在使用過程中要注意的事項(xiàng)1、電感使用的場合潮濕與干燥、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。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：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，他可以是電感的線圈繞組之間在咼頻咼阻的情況 下產(chǎn)生的電容最小