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一、電感器的定義電感是導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)通過(guò)交流電流時(shí)，在導(dǎo)線(xiàn)的內(nèi)部及其周?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)電感中通過(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)圈中通過(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電流變化的特性。電感

2、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。總之，當(dāng)電感線(xiàn)圈接到交流電源上時(shí)，線(xiàn)圈內(nèi)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)。二、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)圈內(nèi)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)

3、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。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(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、

4、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。五、電感的主要特性參數(shù)1、電感量L電感量L表示線(xiàn)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、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=2fL。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)

5、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。4、分布電容線(xiàn)圈的匝與匝間、線(xiàn)圈與屏蔽罩間、線(xiàn)圈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。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)。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。六、常用電感線(xiàn)圈1、單層線(xiàn)圈單層線(xiàn)圈是用絕緣導(dǎo)線(xiàn)一圈挨

6、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。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)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、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。4、銅芯線(xiàn)圈銅芯線(xiàn)圈在超短波范圍應(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。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

7、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(lái)標(biāo)記。其單位為uH。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。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。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(shuō)法：“通直流，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、移相電路及諧振電路等；變壓

8、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。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=1/2Li2?？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。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。八、電感的型號(hào)、規(guī)格及命名國(guó)內(nèi)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。1、片狀電感電感量：10NH1MH；

9、材料：鐵氧體繞線(xiàn)型陶瓷疊層；精度：J=±5%K=±10%M=±20%；尺寸：04020603080510081206121018121008=2.5mm*2.0mm1210=3.2mm*2.5mm。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。3、片狀磁珠種類(lèi)：CBG（普通型）阻抗：53K；CBH（大電流）阻抗：30120；CBY（尖峰型）阻抗：52K；規(guī)格：0402/06

10、03/0805/1206/1210/1806（貼片磁珠）；規(guī)格：SMB302520/SMB403025/SMB853025（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%M=±20%；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。7、立式電感電感量：0.1uH3MH；規(guī)格：PK0455/PK060

11、8/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：65mA10A；Q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(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

12、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(jiàn)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(guò)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(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)。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

13、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。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對(duì)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(wèn)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。前者用磁珠，后者用電感；4、磁珠是用來(lái)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)

14、器電路（DDRSDRAM，RAMBUS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(guò)50MHZ；5、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(xiàn)也采用磁珠。磁珠的大?。ù_切的說(shuō)應(yīng)該是磁珠的特性曲線(xiàn)）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(shuō)對(duì)100M頻率的信號(hào)有1000歐姆的電阻。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱(chēng)的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的datasheet上一般會(huì)附有頻率和

15、阻抗的特性曲線(xiàn)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=0.4NI/lN=繞線(xiàn)匝數(shù)（圈）；H-DC=直流磁化力I=通過(guò)電流(A)l=磁路長(zhǎng)度(cm)；l及AL值大小，可參照Micrometa對(duì)照表。例如:以T50-52材，繞線(xiàn)5圈半，其L值為T(mén)50-52(表示OD為0.5英寸)，經(jīng)查表其AL值約為33nH；L=33*(5.5)2=998.25nH1H；當(dāng)通過(guò)10A電流時(shí)，其L值變化

16、可由l=3.74(查表)；H-DC=0.4NI/l=0.4×3.14×5.5×10/3.74=18.47（查表后）；即可了解L值下降程度(i%)。電感計(jì)算介紹一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：L=(k*0*s*N2*S)/l；其中，0為真空磁導(dǎo)率=4*10(-7)。（10的負(fù)七次方）；s為線(xiàn)圈內(nèi)部磁芯的相對(duì)磁導(dǎo)率，空心線(xiàn)圈時(shí)s=1；N2為線(xiàn)圈圈數(shù)的平方；S線(xiàn)圈的截面積，單位為平方米；l線(xiàn)圈的長(zhǎng)度，單位為米；k系數(shù)，取決于線(xiàn)圈的半徑（R）與長(zhǎng)度(l)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(cè)為準(zhǔn)。十二、電感的測(cè)量電感測(cè)量的兩類(lèi)儀器：RLC測(cè)量（電阻、電感、電容

17、三種都可以測(cè)量）和電感測(cè)量?jī)x；電感的測(cè)量：空載測(cè)量（理論值）和在實(shí)際電路中的測(cè)量（實(shí)際值）；由于電感使用的實(shí)際電路過(guò)多，難以類(lèi)舉。所以我們就在空載情況下的測(cè)量加以解說(shuō)。電感量的測(cè)量步驟：（RLC測(cè)量）1、熟悉儀器的操作規(guī)則（使用說(shuō)明），及注意事項(xiàng)；2、開(kāi)啟電源，預(yù)備1530分鐘；3、選中L檔，選中測(cè)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(cè)量值。要有58個(gè)數(shù)據(jù)；7、比較幾個(gè)測(cè)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(guò)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(cè)量的電感參數(shù)都有一些出入。因此，做任何測(cè)量前的熟悉你的測(cè)量?jī)x器。你的儀器能做什么。然后按照它給你的操作說(shuō)明去做即可。十三、電感在使用過(guò)程中要注意的事項(xiàng)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。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