将导线绕成圈形就是一个电感元件。它是储存磁能的元件,通常简称为电感,也是电子产品中常用的基本电子元件之一。电感器的电路图形符号及实物外形如图2-13所示,用字母“L”表示。电感器可分为固定电感器、可调电感器、空心电感器、磁(铁)心电感器等。阻流圈、偏转线圈、振荡线圈等都是常见的电感器。
图2-13 电感器的电路图形符号及实物外形
当电流流过电感器时,在线圈(电感)的两端就会形成较强的磁场,其磁场具有阻碍电流变化的功能,因而电感对交流有较大的阻抗(其阻抗的大小与所通过的交流信号的频率有关。同一电感元件,通过的交流电流的频率越高,则呈现的阻抗越大);电感对直流呈现很小的阻抗。
根据电感元件的特性,在电子产品中常被作为滤波线圈、谐振线圈或高频信号的负载。此外,电感元件还可被制作成变压器传递交流信号,或制作成电磁元件(磁头和电磁铁等)。电感元件在电子产品中的主要功能有分频、滤波、谐振和磁偏转等。
电感器在电子产品中可以用于区分高、低频信号。图2-14为收音机中高频阻流圈及相关电路图,由于高频阻流圈L对高频电流感抗很大而对音频电流感抗很小,因此频率较低的音频信号经电感L后送入扬声器后输出;音频功放电路输出的高频信号则通过电容器C2送入扬声器后输出。
图2-14 电感元件的分频作用
电感元件能够阻止电流中的交流成分通过。平滑滤波电容与电感器组合具有更强的平滑滤波效果,特别是对滤除高频噪波有更为优异的效果。因而LC电路在电源供电电路中得到了广泛的应用。图2-15为电感元件在滤波电路的应用实例。电感器L与电容器C1、C2组成π形LC滤波器。根据电感元件通直流、阻交流的特性可知,整流二极管输出的脉动直流电压 U i 中的直流成分可以通过L,而交流成分绝大部分不能通过L,被C1、C2旁路到地,输出电压 U o 则为较纯净的直流电压。
图2-15 电感元件的滤波作用
电感器可以与电容器组成谐振选频回路。图2-16为收音机中常用的高频谐振(选频)电路,电感器L与电容器C构成并联谐振电路,其主要作用是用来接收电台发射的载波信号。天线接收空中各种频率的电磁波信号,经电容器C0耦合到由调谐线圈L1和可变电容器C1组成的谐振电路,再经L1和C1谐振电路的选频作用,把选出的广播节目载波信号通过L2耦合传送到高放电路。
图2-16 电感元件的谐振作用
图2-17为由电阻器和LC并联电路构成的分压电路。在该电路中,当低频信号加到输入端时,信号经过分压电路输出,由于电感L对低频信号的阻抗很小,因而衰减很大,输出幅度很小。
当高频信号加到输入端时,信号经过分压电路输出,由于电容C对高频信号的阻抗很小,因而衰减量很大,输出信号幅度很小;当与LC谐振频率相同的信号通过分压电路输出时,由于LC并联电路对该信号的阻抗呈无穷大,因而对输入信号几乎无衰减,输出端可得到最大幅度的信号。
图2-17 由电阻器和LC并联电路构成的分压电路
在识读电路图时,电感器的标识主要有电感名称标识、电容量、允许偏差等相关信息。识读电感器的标识信息对分析、检修电路十分重要。图2-18为典型调谐电路中电感器的电路标识。
图2-18 典型调谐电路中电感器的电路标识