Kleintges電感器 LMD.10.2 (L-104114-02)

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周凱洋

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Kleintges電感器 LMD.10.2 (L-104114-02)

電感器(Inductor)是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來的元件。電感器的結(jié)構(gòu)類似于變壓器，但只有一個(gè)繞組。電感器具有一定的電感，它只阻礙電流的變化。如果電感器在沒有電流通過的狀態(tài)下，電路接通時(shí)它將試圖阻礙電流流過它；如果電感器在有電流通過的狀態(tài)下，電路斷開時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱扼流器、電抗器、動(dòng)態(tài)電抗器。
最原始的電感器是1831年英國(guó)M.法拉第用以發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的鐵芯線圈。1832年美國(guó)的J.亨利發(fā)表關(guān)于自感應(yīng)現(xiàn)象的論文。人們把電感量的單位稱為亨利，簡(jiǎn)稱亨。19世紀(jì)中期，電感器在電報(bào)、電話等裝置中得到實(shí)際應(yīng)用。1887年德國(guó)的H.R.赫茲，1890年美國(guó)N.特斯拉在實(shí)驗(yàn)中所用的電感器都是非常著名的，分別稱為赫茲線圈和特斯拉線圈。

電感器一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁心或鐵心等組成。
1、骨架 骨架泛指繞制線圈的支架。一些體積較大的固定式電感器或可調(diào)式電感器（如振蕩線圈、阻流圈等），大多數(shù)是將漆包線（或紗包線）環(huán)繞在骨架上，再將磁心或銅心、鐵心等裝入骨架的內(nèi)腔，以提高其電感量。骨架通常是采用塑料、膠木、陶瓷制成，根據(jù)實(shí)際需要可以制成不同的形狀。小型電感器（例如色碼電感器）一般不使用骨架，而是直接將漆包線繞在磁心上。空心電感器（也稱脫胎線圈或空心線圈，多用于高頻電路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上繞好后再脫去模具，并將線圈各圈之間拉開一定距離。
2、繞組 繞組是指具有規(guī)定功能的一組線圈，它是電感器的基本組成部分。繞組有單層和多層之分。單層繞組又有密繞（繞制時(shí)導(dǎo)線一圈挨一圈）和間繞（繞制時(shí)每圈導(dǎo)線之間均隔一定的距離）兩種形式；多層繞組有分層平繞、亂繞、蜂房式繞法等多種。
3、磁心與磁棒 磁心與磁棒一般采用鎳鋅鐵氧體（NX系列）或錳鋅鐵氧體（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多種形狀。
4、鐵心 鐵心材料主要有硅鋼片、坡莫合金等，其外形多為“E”型。
5、屏蔽罩 為避免有些電感器在工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響其它電路及元器件正常工作，就為其增加了金屬屏幕罩（例如半導(dǎo)體收音機(jī)的振蕩線圈等）。采用屏蔽罩的電感器，會(huì)增加線圈的損耗，使Q值降低。
6、封裝材料 有些電感器（如色碼電感器、色環(huán)電感器等）繞制好后，用封裝材料將線圈和磁心等密封起來。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹脂等。

電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時(shí)，在導(dǎo)線的內(nèi)部周圍產(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)法拉第電磁感應(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(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)生的磁力線總量要力圖阻止磁力線的變化的。磁力線變化來源于外加交變電源的變化，故從客觀效果看，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(shì)，稱為“自感電動(dòng)勢(shì)”。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)。
代換原則：1、電感線圈必須原值代換（匝數(shù)相等，大小相同）。2、貼片電感只須大小相同即可，還可用0歐電阻或?qū)Ь€代換。

自感器
當(dāng)線圈中有電流通過時(shí)候，線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，其周圍的磁場(chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，此變化的磁場(chǎng)可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感生電動(dòng)勢(shì)）（電動(dòng)勢(shì)用以表示有源元件理想電源的端電壓），這就是自感。
用導(dǎo)線繞制而成,具有一定匝數(shù),能產(chǎn)生一定自感量或互感量的電子元件,常稱為電感線圈。為增大電感值,提高品質(zhì)因數(shù),縮小體積,常加入鐵磁物質(zhì)制成的鐵芯或磁芯。電感器的基本參數(shù)有電感量、品質(zhì)因數(shù)、固有電容量、穩(wěn)定性、通過的電流和使用頻率等。由單一線圈組成的電感器稱為自感器,它的自感量又稱為自感系數(shù)。

互感器
兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí)，一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈，這種影響就是互感?；ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。

電感可由電導(dǎo)材料盤繞磁芯制成，典型的如銅線，也可把磁芯去掉或者用鐵磁性材料代替。比空氣的磁導(dǎo)率高的芯材料可以把磁場(chǎng)更緊密的約束在電感元件周圍，因而增大了電感。電感有很多種，大多以外層瓷釉線圈（enamel coated wire ）環(huán)繞鐵氧體（ferrite）線軸制成，而有些防護(hù)電感把線圈*置于鐵氧體內(nèi)。一些電感元件的芯可以調(diào)節(jié)。由此可以改變電感大小。小電感能直接蝕刻在PCB板上，用一種鋪設(shè)螺旋軌跡的方法。小值電感也可用以制造晶體管同樣的工藝制造在集成電路中。在這些應(yīng)用中，鋁互連線被經(jīng)常用做傳導(dǎo)材料。不管用何種方法，基于實(shí)際的約束應(yīng)用最多的還是一種叫做“旋轉(zhuǎn)子”的電路，它用一個(gè)電容和主動(dòng)元件表現(xiàn)出與電感元件相同的特性。用于隔高頻的電感元件經(jīng)常用一根穿過磁柱或磁珠的金屬絲構(gòu)成。

可調(diào)電感器
常用的可調(diào)電感器有半導(dǎo)體收音機(jī)用振蕩線圈、電視機(jī)用行振蕩線圈、
行線性線圈、中頻陷波線圈、音響用頻率補(bǔ)償線圈、阻波線圈等。
1、半導(dǎo)體收音機(jī)用振蕩線圈：此振蕩線圈在半導(dǎo)體收音機(jī)中與可變電容器等組成本機(jī)振蕩電路，用來產(chǎn)生一個(gè)輸入調(diào)諧電路接收的電臺(tái)信號(hào)高出465kHz的本振信號(hào)。其外部為金屬屏蔽罩，內(nèi)部由尼龍襯架、工字形磁心、磁帽及引腳座等構(gòu)成，在工字磁心上有用高強(qiáng)度漆包線繞制的繞組。磁帽裝在屏蔽罩內(nèi)的尼龍架上，可以上下旋轉(zhuǎn)動(dòng)，通過改變它與線圈的距離來改變線圈的電感量。電視機(jī)中頻陷波線圈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與振蕩線圈相似，只是磁帽可調(diào)磁心。
2、電視機(jī)用行振蕩線圈：行振蕩線圈用在早期的黑白電視機(jī)中，它與外圍的阻容元件及行振蕩晶體管等組成自激振蕩電路（三點(diǎn)式振蕩器或間歇振蕩器、多諧振蕩器），用來產(chǎn)生頻率為15625HZ的的矩形脈沖電壓信號(hào)。
該線圈的磁心中心有方孔，行同步調(diào)節(jié)旋鈕直接插入方孔內(nèi)，旋動(dòng)行同步調(diào)節(jié)旋鈕，即可改變磁心與線圈之間的相對(duì)距離，從而改變線圈的電感量，使行振蕩頻率保持為15625HZ，與自動(dòng)頻率控制電路（AFC）送入的行同步脈沖產(chǎn)生同步振蕩。
3、行線性線圈：行線性線圈是一種非線性磁飽和電感線圈（其電感量隨著電流的增大而減小），它一般串聯(lián)在行偏轉(zhuǎn)線圈回路中，利用其磁飽和特性來補(bǔ)償圖像的線性畸變。
行線性線圈是用漆包線在"工"字型鐵氧體高頻磁心或鐵氧體磁棒上繞制而成，線圈的旁邊裝有可調(diào)節(jié)的永磁鐵。通過改變永磁鐵與線圈的相對(duì)位置來改變線圈電感量的大小，從而達(dá)到線性補(bǔ)償?shù)哪康摹?br />阻流電感器
阻流電感器是指在電路中用以阻塞交流電流通路的電感線圈，
它分為高頻阻流線圈和低頻阻流線圈。
1、高頻阻流線圈：高頻阻流線圈也稱高頻扼流線圈，它用來阻止高頻交流電流通過。
高頻阻流線圈工作在高頻電路中，多用采空心或鐵氧體高頻磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成，線圈采用蜂房式分段繞制或多層平繞分段繞制。
2、低頻阻流線圈：低頻阻流線圈也稱低頻扼流圈，它應(yīng)用于電流電路、音頻電路或場(chǎng)輸出等電路，其作用是阻止低頻交流電流通過。
通常，將用在音頻電路中的低頻阻流線圈稱為音頻阻流圈，將用在場(chǎng)輸出電路中的低頻阻流線圈稱為場(chǎng)阻流圈，將用在電流濾波電路中的低頻阻流線圈稱為濾波阻流圈。
低頻阻流圈一般采用“E”形硅鋼片鐵心（俗稱矽鋼片鐵心）、坡莫合金鐵心或鐵淦氧磁心。為防止通過較大直流電流引起磁飽和，安裝時(shí)在鐵心中要留有適當(dāng)空隙