电感器是一种储能元件,可以把电能转换成磁能并储存起来。在电路中,当电流流过导体时,会产生电磁场,电磁场的大小与电流的大小成正比。
电感器的电路符号为“ ”,用字母“L”表示。其种类繁多,分类方式也多种多样,主要有空心电感器、磁棒电感器、磁环电感器、固定色环、色码电感器、微调电感器和贴片电感器。
空心电感器没有磁心,通常线圈绕的匝数较少,电感量小,常用在高频电路中,如电视机的高频调谐器。其实物外形如图 1-48 所示。
图 1-48 空心电感器的实物外形
磁棒电感器的基本结构是在磁棒上绕制线圈,这样会大大增加线圈的电感量。电感线圈就是带有磁棒的线圈。其实物外形如图 1-49 所示。
可以通过线圈在磁棒上的左右移动来调整电感量的大小,当线圈在磁棒上的位置调整好后,应采用石蜡将线圈固定在磁棒上,防止线圈左右滑动,影响电感量的大小。
图 1-49 磁棒电感器的实物外形
磁环电感器的基本结构是在铁氧体磁环上绕制线圈。其实物外形如图 1-50所示。如在磁环上绕两组或两组以上的线圈,则可以制成高频变压器。
图 1-50 磁环电感器的实物外形
固定色环电感器的电感量固定,是一种具有磁心的线圈,将线圈绕制在软磁性铁氧体的基体上,再用环氧树脂或塑料封装,并在其外壳上标以色环表明电感量的数值。其实物外形如图 1-51 所示。
色码电感器与色环电感器都属于小型的固定电感器。其参数用色点标识在电感表面上,一般色码电感器的外形结构为直立式。图 1-52 为色码电感器的实物外形。
图 1-51 固定色环电感器的实物外形
图 1-52 色码电感器的实物外形
微调电感器就是可以调整电感量的电感器。其图形符号为“ ”。微调电感器一般设有屏蔽外壳,磁心上设有条形槽以便调整。图 1-53 为微调电感器的实物外形。
图1-53 微调电感器的实物外形
贴片电感器主要分为小功率贴片电感器和大功率贴片电感器。小功率贴片电感器的外形体积与贴片式普通电阻器类似,表面颜色多为灰黑色。图 1-54 为小功率贴片电感器的实物外形。
图 1-54 小功率贴片电感器的实物外形
图 1-55 为大电流贴片电感器的实物外形,可以看到电感器的电感量采用直接标注的形式标记在电感器的顶部。具体识读方法与磁心电感器的识读一致。这种电感器适用于大电流工作环境中。
图 1-55 大电流贴片电感器的实物外形
根据电感器的特性,在电子产品中常被作为滤波线圈、谐振线圈等。此外,电感器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)。
电感器的两个重要特性:
①电感器对直流呈现很小的电阻(近似于短路),对交流呈现的阻抗与交流信号频率成正比,电感量越大,对交流信号的阻抗越大;
②电感器具有阻止其中电流变化的特性,所以流过电感器的电流不会发生突变。
电感器可以用在交流电路中构成滤波电路。图 1-56 为电磁炉的电路结构原理图。从图中可以看到,交流 220V输入,经桥式整流堆整流后输出直流 300V,然后经扼流圈及平滑电容器为加热线圈供电。电路中的扼流圈实际上就是一个电感器。它的主要作用就是用来阻止直流电压中的交流分量。
图 1-56 电磁炉的电路结构原理图
电感器可以与电容器并联构成谐振电路,如图 1-57 所示。在此电路中,电感器L与电容器C构成并联谐振式中频阻波电路,用来阻止中频干扰信号。天线接收空中各种频率的电磁波信号,中频阻波电路具有对中频信号阻抗很高的特点,可有效地阻止中频干扰进入高频电路。经中频阻波后,除中频之外的其他信号经电容器C e 耦合到由调谐线圈L 1 和可变电容器C T 组成的谐振电路,经L 1 和C T 谐振电路的选频作用,把选出的广播节目载波信号通过L 2 耦合传送到高放电路。
电感器的标记方法与电容器类似,也可以分为直标法和色标法。
图 1-57 收音机中常用的谐振电路
通常电感器的直标法采用的是简略方式,也就是说,只标识出重要的信息,而不是所有的都被标识出来。
如图 1-58 所示,该电感器为采用直标法,标识为“5L713G”。其中,“L”表示电感器;“713G”表示电感量。英文字母“G”相当于小数点。由于“G”跟在数字“713”之后,因此该电感器的电感量为 713μH。
图 1-58 电感器直标法命名实例
一些贴片式电感器由于体积较小,通常只通过有效数字的标注方式标注该电感器的电感量。这种标注方式主要有全部采用数字标注和采用数字中间加字母的标注两种方法。
(1)全部采用数字标注的方式
全部采用数字标注方式的电感器,第一位和第二位数字都分别表示该电感器的有效数值,第三位数字则表示 10 的倍乘数,默认单位为“微亨”(μH)。图 1 -59 为全部采用数字标注的方式。图中所示的电感标注为“101”,根据规定,前两位数字表示电感量的有效值,即为“10”,第三位的“1”表示“10 1 ”,因此,该电感器的电感量为 10 × 10 1 = 100μH。
图 1-59 全数字标注的电感器
(2)采用数字中间加字母的标注方法
采用数字中间加字母的标注方法是直标法的简略标注。图 1-60 为采用数字中间加字母的标注方法标注的电感器。这种标注方法的第一位和第三位的数字为该电感量的有效值,中间的R相当于小数点。因此,该电感器的电感量为 3.3μH。
图 1-60 数字中间加字母的标注方法
电感器的色标法是将电感器的参数用不同颜色的色带或色点标志在电阻体表面上的标记方法。电感器的色标法与电阻器的 4 环标记法类似。不同颜色的色环代表的意义不同,相同颜色的色环排列在不同位置上的意义也不同。图 1-61 为电感器色标法命名规格。
电感器色标法色环颜色含义见表 1-5。
图 1-61 电感器色标法命名规格
表 1-5 电感器色标法色环颜色含义
图 1-62 为采用色标法标注的电感器。其色环颜色依次为“棕、橙、金、银”。“棕色”表示有效数字 1;“橙色”表示有效数字 3;“金色”表示倍乘数 10 -1 ;“银色”表示允许偏差± 10%。因此该电感量标识为 1.3μH ± 10%。
图 1-62 电感器直标法命名实例
通常,在没有明确标注单位的情况下,电感器默认的单位都为“微亨”(μH)。
图 1-63 为电感器色码命名实例。图中色码电感器各色点颜色表示第 1位有效数字为“2”,第 2 位有效数字为“5”,倍乘数为“10 0 ”,因此该电感器的标称电感量为 25 × 10 0 = 25μH,允许误差为± 10%。
图 1-63 电感器色码命名实例