第三章、 电感器 电感是根据电磁感应原理用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件。根据原理可分为自感作用的电感器和互感作用的变压器、互感器两大类。 3．1电感器
电感线圈主要用于对交变信号进行隔离、 滤波、组成谐振电路等。有时可根据使用的 要求自行绕制。电路代号为“L”，电路符号 如图：
3．1．1 电感器的结构
电感器一般由绕组、骨架、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心组成。 绕组：指具有规定功能的一组线圈，是电感器的基本组成部分，一般采用绝缘漆包铜心线。有单层、多层之分，密绕（线圈一圈紧接一圈绕制）和间绕（线圈的上一圈与下一圈可以有间隔）方式。
骨架：绕制线圈的支架。一些体积较大或可调式电感器将绝缘线绕制在支架上。小型电感器可不用骨架，而直接线有磁心。空心线圈不用骨架和磁心，而是在模具上绕好后再脱去模具形成。
磁心、铁心：镍锌铁氧体、硅钢体等物质置于线圈中心增强感量。
屏蔽罩：防止电感器在工作时产生的磁场影响其他电路及元件正常工作，而增加的金属屏蔽罩。采用屏蔽罩会增加线圈的损耗。
封装材料：在线圈绕制好后用塑料或环氧树脂将线圈和磁心等密封起来。 3．1．2电感器主要参数
电感器的主要参数有电感量、误差、品质因数、分布电容、额定电流、稳定性。
1．电感量：表示电感器产生自感应能力的大小。电感量的基本单位是享利（H），辅助单位有毫享（mH）、微享（uH）。其换算方式如下：
1H=1000mH=1000000uH
电感量的大小与线圈的直径、线圈的圈数、绕制方式、有无磁心及磁心材料相关。通常圈数越多、线圈越密电感量越大，有磁心比无磁心的电感量大，磁心磁导率大的电感量大。 2．误差：实际值与标称值不可能绝对相等,两者之间会存在一定偏差,偏差除以标称值所得的百分数称为误差，根据使用的场合来选择。一般用于振荡或滤波电路的电感量的要求较高，误差一般为±0.2%~±0.5%，用于耦合、阻流的要求则较低。
3．品质因数： 电感器在某一频率的交流电压作用下工作时，所呈现的感抗值与直流电阻的比值，Q=ωL/R，品质因数也称Q值，是衡量电感器质量的主要参数。其Q值起高损耗越小，效率越高。谐振回路要求Q值高，扼流圈则不做要求，而滤波电路中其Q值不能过高。 4．分布电容：线圈匝与匝间存在电容，电圈与地、屏蔽盒间也存在电容，统称为分布电容。分布在线圈两端，使线圈的工作频率受限制且使线圈的Q值下降。其分布电容越小电感器工作越稳定。
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5．额定电流：线圈允许通过的电流大小。主要对扼流圈而言是重要参数。电流超过额定电流，会使性能参数改变，甚至烧坏电感器。
6．稳定性：主要指受外界的温度、振动、湿度等影响，电感器的工作参数的稳定状态。
3．1．3电感器的分类
1．按结构分为绕线式和非绕线式（多层片状、印刷式）；可调式和固定式；固定式分为空心式、磁心式、铁心式；
2．按工作频率分为：高频式、中频式、低频式，空心电感、磁心电感、铜心电感一般为中频或高频电感。铁心电感一般为低频电感。
3．按作用分为：振荡电感、校正电感、偏转电感、阻流电感、滤波电感、隔离电感感等。
3．1．4电感器的标识
1．直标法 在电感器的外封装体上标注其电感量。针对体积较大的电感器适用。
2．色标法 用色点可色带表示电感器的性能。适用于小型固定电感器，色环、色点表示含意
与电阻一致，其基本单位是微享（uH）。
3．1．5常用电感器
1．单层线圈：电感量较小，一般几微享至几十微享。常用于高频电路中。
2．多层线圈：一般电感量大于300uH是用多层绕法，但分布电容较大，通常采用分段绕制减小分布电容。
3．可变电感：针对需调节电感量的工作场合，采用插入磁心方式、线圈中设置滑动触点、将线圈引出数个端子，接触不同的端子从面改变线圈匝数而改变电感量。
4．低频扼流圈：用于音频或电流滤波电路，由于电感量大对交变信号呈现很大阻抗。 5．高频扼流圈：用于高频滤波电路，由于电感小对高频带呈现高阻抗，对低频、直流信号呈现低阻而使其流过。
6．高频天线线圈：有无线电接收机中与可变电容组成输入调谐电路。 7．小型振荡线圈：有无线电接收机中与可变电容组成输入调谐电路。
8．偏转线圈：用于电子枪显示器中，当扫描电流流过时能使电子枪发射的电子束偏转，在显示器上显示出图像来。
9．小型固定电感：将漆包线绕制在磁心上，用环氧树脂封装。（提高电感量和Q值） 3．2变压器
变压器是利用一次、二次绕组之间的匝数比的不同 来改变电压比或电流比，实现电能或信号的传输与分配。 主要有降低交流电压、提升交流电压、信号耦合、能量 传递、变换阻抗、隔离作用。电路符号： 3．2．1变压器的结构
变压器由导电材料、磁性材料和绝缘材料组成。 1．导电材料：变压器的导电材料主要是各种强度较的漆包线，或纱包线。 2．磁性材料：电源变压器和低频变压器中使用的磁性材料充硅钢片为主。中频带变压器、脉冲变压器、振荡变压器以铁氧体磁材为主。
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3．绝缘材料：变压器的绝缘材料除骨架外，还有层间绝缘材料及浸渍材料。
3．2．2变压器的分类
按工作频率分：高频、中频、低频；
按用途分：电源变压器、音频变压器、脉冲变压器、恒压变压器、耦合变压器、自耦变压器、隔离变压器等。
3．2．3变压器的主要参数
变压器的主要参数有匝数比、频率特性、额定功率和效率等。
1．匝数比：（n= /N2）变压器的匝数比n与一次、二次绕组的电压和电流之间的关系如下：
V1/V2=N1/N2 I1/I2=N2/N1
N1——一次绕组的匝数； N2——二次绕组匝数； V1——一次绕组两端的电压； V2——二次绕组两端的电压； I1——一次绕组的电流； I2——二次绕组的电流。
变压器匝数比n大于1是升变压器、n小于1是降压变压器、n等于1是隔离变压器。 2．额定功率：一般用于电源变压器，指变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超
过限定温度时的输出功率。其功率大小与铁心截面积、漆包线直径大小相关。其容量单位用伏安（VA），而不用瓦（W）表示。
3．频率特性：变压器有一定的工作频率范围，不同工作频率的变压器不可互换。在其频率范围
外工作时温度会升高或不能工作。
4．效率（η）：指变压器在额定负载时输出功率（Po）与输入功率（Pi）的比值。
η=(Po /Pi)×100%
变压器的输出功率越大，效率越高。变压器效率一般在60%~100%间，通常对电源变压器和音频变压器的功率进行选择。而中高频变压器一般不考虑效率因素。
3．2．4 常用变压器
1．电源变压器；将交流220V市电变换成高低不同的交流电压提供给相关设备。发电厂将较低的交流电升压成110KV的高压交流电输送到其它地区使用。
2．自耦变压器：单一绕组但其中多一抽头，输入与输出端间有电的直接联接，不能隔离直流电作用，可分为升压和降压两种。
3．低频变压器：用于传送信号电压和信号功率，可实现电路之间的阻抗匹配，隔离直流电。主要用于音频信号功率放大电路中等。
4．中频变压器：用于信号耦合和选频作用。调节电感量改变通频带，要选频电路中。 5．高频变压器：主要用于信号接收电路、及阻抗匹配电路中。
6．脉冲变压器：常用显示器扫描输出变压器，起信号耦合、阻抗变换、隔离、缓冲等作用，开关变压器用于脉冲振荡电路，主要作用是向负载电路提供工作电压及输入、输出电路隔离。 7．隔离变压器：用于电源隔离，切断干扰源的耦合通路和传输通道。
3.3电感器检测与使用
3．3．1电感器的检测
1.电感量的检测:电感量的检测通常用电感电容表或LRC测试仪进行测量,普通万用表不能检测。
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变压器的电感状况通过测量其输出电压的状态来衡量。
2．电感器的开短路检测；用万用表的电阻档测量电感器两端的正反向电阻，通常电感均有电阻，但电感的匝数少电阻值也较小，用正常品对比就能识别。如电阻值为无穷大则电感开路损坏，如电阻值为0则短路损坏。
3．检测标称电压：对无标签的变压器将一次绕组接入220V交流电压，根据绕组直径C(mm2) ×37.5的容量耐压400V的电容串联于一次绕组中，测二次绕组的输出电压，即是额定电压。 4．绝缘阻抗（变压器）：用万用表10K档或摆表测量一次、二次绕组与铁心与各绕组间的电阻值，一般应在10MΩ以上。
3．3．2 电感器的使用
电感器注意电感量、额定电流相同和形状相似便可使用；电源变压器要与负载电路相匹配，并应留有一定的功率余量，铁心材料、输出功率、输出电压相同的电源变压器可以直接使用；音频变压器应选用“C”或环形铁心的变压器。行输出变压器使用应确认各二次输出电压及磁心材料，其输出引脚顺序的确认。
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