什么是电感器,其中的电感和磁珠之间是如何联系与区别?

电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。

发展历程

最原始的电感器是1831年的英国M.法拉第用于发现铁芯线圈的电磁感应现象。1832年,美国J.亨利发表了一篇关于自我感应现象的论文。人们称感应单位为亨利,简称亨利。19世纪中期,电感器实际上应用于电报、电话等设备。1887年在德国H.R.赫兹,1890年美国N.实验中特斯拉使用的电感器非常有名,分别叫赫兹线圈和特斯拉线圈。

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电感器的结构组成

电感器通常由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。

1、骨架骨架一般指绕线圈的支架。一些大型固定电感器或可调电感器(如振荡线圈、阻流圈等。),大部分是将漆包线(或纱包线)包裹在骨架上,然后包裹磁心或铜心、铁心等。安装在骨架的内腔中,以提高其电感。塑料通常用于骨架.胶木.陶瓷可以根据实际需要制成不同的形状。小型电感器(如色码电感器)通常不使用骨架,而是直接在磁芯上包裹漆包线。空心电感器(也称为轮胎线圈或空心线圈,主要用于高频电路)不使用磁心.骨架和屏蔽罩等,相反,先将模具绕在模具上,然后取下模具,并将线圈之间拉开一定距离。

2、绕组是指一组具有规定功能的线圈,是电感器的基本组成部分。绕组可分为单层和多层。单层绕组有两种形式:紧密绕组(绕组时导线一圈一圈)和交叉绕组(绕组时每圈导线之间有一定距离);多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等。

3、磁心和磁棒通常用于磁心和磁棒(NX或锰锌铁氧体(MX等材料,它有"工"字形、柱形、帽形、"E"形、罐形等多种形状。

4、铁芯铁芯材料主要有硅钢片、坡莫合金等,其形状多为“E”型。

5、屏蔽罩增加了金属屏蔽罩(如半导体收音机的振荡线圈等),以避免一些电感器在工作过程中产生的磁场影响其他电路和部件的正常工作。使用屏蔽罩的电感器会增加线圈的损耗,降低Q值。

6、包装材料有一些电感器(如色码电感器、色环电感器等)绕组后,用包装材料密封线圈和磁芯。塑料或环氧树脂用于包装材料。

铜线圈

当电感器通过导线中的交流电流时,导线内部周围产生交流磁通量,导线的磁通量与产生这种磁通量的电流之比。当直流电流通过电感器时,只有固定的磁力线出现在电感器周围,时间变化。

然而,当交流电流通过线圈时,其周围将显示随时间变化的磁力线。根据法拉第电磁感应定律-磁电分析,变化的磁线将在线圈两端产生感应电位,这相当于一个“新电源”。当形成一个封闭的电路时,这个感应电位将产生一个感应电流。根据伦次定律,感应电流产生的磁线总量应试图阻止磁线的变化。磁线的变化来自于外部交流电源的变化,因此从客观效果来看,感应线圈具有防止交流电路中电流变化的特性。感应线圈具有类似于力学惯性的特性,在电学中被称为“自感应”,通常在打开闸刀开关或打开闸刀开关的瞬间,会出现火花,这种自感现象会产生很高的感应电势。

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图:铜线圈

简而言之,当感应线圈连接到交流电源时,线圈内的磁性线将随着电流的交替而不断变化,导致线圈产生电磁感应。由线圈本身的电流变化引起的这种电称为“自感电动势”。可以看出,电感只是线圈的一个圆圈.一个与大小、形状和介质有关的参数,是电感线圈惯性的测量,与外加电流无关。

更换原则:1.电感线圈必须原值更换(匝数相等,大小相同)。2.贴片电感只需大小相同,也可以用0欧电阻或电线代替。


电感的分类

自感器

当电流通过线圈时,磁场会在线圈周围产生。当线圈中的电流发生变化时,其周围的磁场也会发生相应的变化。这种变化的磁场可以使线圈本身产生感应电动势(感应电动势)(电动势用于表示有源元件理想电源的端电压),这是自我感觉。

电感线圈是由电线绕组制成的电子元件,具有一定的匝数,可以产生一定的自感或互感,通常称为电感线圈。为了提高电感值,提高质量因数,减少体积,经常添加铁磁材料制成的铁芯或磁芯。电感器的基本参数包括电感、质量因数、固有电容、稳定性、通过电流和使用频率等。由单个线圈组成的电感器称为自感器,其自感也称为自感系数。

互感器

当两个感应线圈相互接近时,一个感应线圈的磁场变化会影响另一个感应线圈,这是相互感应的。相互感应的大小取决于感应线圈的自我感应和两个感应线圈的耦合程度。使用这一原理制造的元件称为变压器。


常见电感的种类

电感可以由电导材料的电导材料制成,通常如铜线,也可以去除磁芯或用铁磁材料代替。芯材料比空气具有更高的磁导率,可以在电感元件周围更紧密地限制磁场,从而增加电感。电感有很多种,大部分是外瓷釉线圈(enamelcoatedwire)环绕铁氧体(ferrite)线轴是由线轴制成的,一些保护电感器将线圈完全放置在铁氧体中。可以调整某些电感元件的芯。这可以改变电感的大小。小电感可以直接蚀刻PCB在板上,使用一种铺设螺旋轨道的方法。小值电感器也可用于制造集成电路中相同工艺的晶体管。在这些应用中,铝互连线经常被用作传导材料。无论采用何种方法,基于实际约束的最常用的应用称为“旋转子”在电路中,它使用电容器和主动元件来显示与电感元件相同的特性。高频电感元件通常由穿过磁柱或磁珠的金属丝组成。

小型电感器

小型固定电感器通常由直接绕在磁芯上的漆包线制成,主要用于滤波器.振荡.陷波.延迟电路中,有两种封装形式:密封型和非密封型,两种形式都有立式和卧式两种形状结构。

1.垂直密封固定电感器垂直密封固定电感器采用同向引脚,国内电感范围为0.1~2200μH(直标在外壳上),额定工作电流为0.05~1.6A,误差范围为±5%~±10%,进口电感,电流范围较大,误差较小。TDK系列色码电感器,其电感用色点标记在电感器表面。

2.水平密封固定电感器水平密封固定电感器采用轴向引脚,国内有轴向引脚LG1.LGA、LGX等系列。

LG1系列电感器的电感范围为0.1~22000μH(直接标记在外壳上)。

LGA超小型结构用于系列电感器,形状为1/2W色环电阻相似,电感范围为0.22~100μH(外壳上有色环标),额定电流为0.09~0.4A。

LGX系列色码电感器也是一种小型封装结构,电感范围为0.1~10000μH,额定电流分为50mA、150mA、300mA和1.6A四种规格。

可调电感器

常用的可调电感器包括半导体无线电.电视机用行振荡线圈.行线性线圈.中频陷波线圈.音频补偿线圈.阻波线圈等。

1.半导体收音机的振荡线圈:该振荡线圈与半导体收音机中的可变电容器形成机器振荡电路,产生输入调谐电路接收的电台信号高于465kHz本振信号。外部为金属屏蔽罩,内部为尼龙衬里.工字形磁心.由磁性盖和引脚座组成,高强度漆包线缠绕在工字磁芯上。磁性盖安装在屏蔽罩内的尼龙架上,可以上下旋转,通过改变其与线圈的距离来改变线圈的电感。电视中频率下沉线圈的内部结构类似于振荡线圈,但磁性盖可以调节磁心。

2.电视行振荡线圈:早期黑白电视机采用行振荡线圈,与外部电阻元件和行振荡晶体管形成自激振荡电路(三点振荡器或间歇振荡器.用于产生15625频率的多谐振荡器HZ矩形脉冲电压信号。

线圈的磁心中心有一个方孔。直接将行同步调节旋钮插入方孔,旋转行同步调节旋钮,可以改变磁心与线圈之间的相对距离,从而改变线圈的电感,保持行振荡频率为15625HZ,自动频率控制电路(AFC)同步振荡步脉冲产生同步振荡。

3.线性线圈:线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈(其电感随电流的增加而减小),通常串联在线性偏转线圈回路中,利用其磁饱和特性来补偿图像的线性畸变。

线性线圈是漆包线"工"铁氧体高频磁芯或铁氧体磁棒缠绕在线圈圈旁边有可调节的永久磁铁。线圈电感的大小可以通过改变永久磁铁和线圈的相对位置来实现线性补偿。

阻流电感器

电阻电感器是指电路中用于阻塞交流电路的电感线圈,它分为高频电阻线圈和低频电阻线圈。

1.高频阻流线圈:高频阻流线圈又称高频扼流线圈,用于防止高频交流电流通过。

高频阻流线圈在高频电路中工作,主要采用中空或铁氧体高频磁铁,骨架采用陶瓷材料或塑料,线圈采用蜂窝分段绕组或多层平绕组分段绕组。

2.低频阻流线圈:低频阻流线圈又称低频扼流线圈,应用于电流电路.低频交流电流通过音频电路或场输出电路。

一般来说,音频电路中使用的低频电阻线圈称为音频电阻线圈,现场输出电路中使用的低频电阻线圈称为现场电阻线圈,电流滤波电路中使用的低频电阻线圈称为滤波电阻线圈。

一般采用低频阻流圈“E”硅钢片铁心(俗称硅钢片铁心).坡莫合金铁芯或铁甘氧磁芯。为防止磁饱和通过较大的直流电流,安装时铁芯之间应留有适当的间隙。


电感的测量

两种电感测量仪器:RLC测量(电阻.电感.可测量三种电容)和电感测量仪。

电感测量:实际电路中的空载测量(理论值)和测量(实际值)。因为电感使用了太多的实际电路,所以很难类比。只有空载条件下的测量才能解释。电感测量步骤(RLC测量):

1、熟悉仪器的操作规则(使用说明)和注意事项。

2、打开电源,准备15-30分钟。

3、选择L档,测量电感。

4、将两个夹子互夹并复位清零。

5、将两个夹子夹在电感的两端,读取数值并记录电感。

6、重复步骤4和步骤5,记录测量值。应该有5-8个数据。

7、比较几个测量值:如果相差不大(0).2μH)取其平均值,记住电感的理论值;如果差异太大(0).3μH)在获取电感的理论值之前,重复步骤2-步骤6。

因为不同仪器测量的电感参数会有所不同。因此,在进行测量之前,您应该熟悉测量仪器,了解仪器的具体功能,然后根据仪器的操作说明进行操作。

线路图

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标注方法:

1、直标法:电感线圈的电感直接用数字和文字标记在电感线圈的外壳上,允许误差和最大工作电流等主要参数。

2、色标法:色标法:即用色环表示电感,单位为mH,第一位和第二位表示有效数字,第三位表示倍率,第四位为误差。

好坏判断

1、电感测量:将万用表打到蜂鸣二极管档,将表笔放在两个引脚上,看万用表的读数。

2、好坏判断:对于贴片电感,此时读数应为零,如果万用表读数过大或大,则表示电感损坏。

对于电感线圈,线圈直径较细的线圈读数将达到数十到数百。通常,线圈的直流电阻只有几欧姆。损坏表现为烫伤或电感磁环明显损坏。如果电感线圈没有严重损坏且无法确定,可以用电感表测量其电感或用替换法判断。

注意事项

一、由于温升效应,电感元件的铁芯和绕组容易产生感官变化。需要注意的是,其体温必须在使用规范范围内.。

二、当电流通过时,电感器的绕组容易形成电磁场。放置元件时,应注意使相邻的电感器彼此远离,或绕组成直角,以减少相互感应。

三、电感器各层绕线之间,特别是多圈细线,也会产生间隙电容,造成高频信号旁路,降低电感器的实际滤波效果。

四、用仪表测试电感值和Q值时,要求数据正确,测试引线应尽可能接近元件本体。


贴片电感作用

贴片电感是一种由绝缘导线制成的电磁感应元件。它是一种常用的电感元件。贴片电感的作用:通过直流阻力交流,这是一个简单的说法,隔离交流信号,滤波或与电容器、电阻等谐振电路.调谐和频率选择电感的功能:电感线圈可以与电容器并联LC调谐电路。在电路中,贴片电感的任何电流都会产生磁场,磁场的磁通量再次作用于电路。

当补丁电感通过的电流发生变化时,补丁电感产生的直流电压潜力将防止电流的变化。当电感线圈的电流增加时,电感线圈产生的自感应电势与电流方向相反,防止电流增加,将部分电能转化为磁场,可以存储在电感中;当电感线圈的电流减小时,自感应电势与电流方向相同,防止电流减小,同时释放储存的能量来补偿电流减小。因此,电感过滤后,不仅负载电流和电压的脉动减小,波形变得光滑,整流二极管的导向角度增大。

电感的作用1:色环电感具有电阻作用:色环电感线圈中的铜芯始终与线圈中的电流变化相抗性。色环电感阻碍了电路中使用的交流电流,阻碍了电流的大小XL,单位是欧姆。它与电感L和交流电频f的关系是XL=2πfL,色环电感可分为高频阻流线圈和低频阻流线圈。

电感的作用2:色环电感具有调谐和频率选择功能:色环电感与电解电容并联LC调谐电路。色环电感在谐振过程中,电路的感觉电阻和容性电反,即电路的固有振荡频率f如果0等于非通信信号的频率f,则电路的感觉电阻和容性电阻也相等。色环电感的使用一般不是很高,电路中使用的色环电感一般相对稳定。

电感的作用3:色环电感的最大功能是过滤信号、过滤噪声、稳定电流和抑制电磁波干扰。色环电感器的基本功能是充放电,但这种基本充放电功能所延伸的许多电路现象使色环电感具有不同的用途。现在色环电感已经被大多数客户使用,小电感的作用不小。


电感单位

电感符号:L

电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH),换算关系为:1H=10^3mH=10^6μH=10^9nH。

换算:数值X10的n次方 如103 即为10X10的三次方nh 为10uh

除此外还有一般电感和精密电感之分

一般电感:误差值为20%,用M表示;误差值为10%,用K表示。

精密电感:误差值为5%,用J表示;误差值为1%,用F表示。

如:100M,即为10μH,误差20%。

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电感和磁珠之间的联系和区别

1、电感器是储能元件,磁珠是能量转换(消耗)装置;

2、电感主要用于电源滤波电路,磁珠主要用于信号电路EMC对策;

3、磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰,而电感主要用于抑制导电干扰,两者都可以用于处理EMC、EMI问题;EMI不同的方法采用不同的抑制方法,前者采用磁珠,后者采用电感;

4、磁珠用于吸收超高频信号,就像一些RF电路,PLL,具有超高频存储器的振荡电路(DDRSDRAM,RAMBUS等。)需要在电源输入部分添加磁珠,电感是一种用于电源输入部分的储能元件LC振荡电路、中低频滤波电路等。,其应用频率范围很少超过50MHZ;

5、电感一般用于电路匹配和信号质量控制、一般连接和电源连接。磁珠用于模拟地面和数字地面的组合。磁珠也用于信号线。

磁珠的大小(确切地说,应该是磁珠的特征曲线)取决于需要磁珠吸收的干扰波的频率。磁珠具有高频电阻、低直流电阻和高频电阻。因为磁珠的单位是根据其在一定频率下产生的阻抗来标称的,而阻抗的单位也是欧姆。datasheet频率和阻抗的特征曲线图通常附在上面。一般为100MHz为标准,比如2012B601,就是指在100MHz有时磁珠Impedance为600欧姆。


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