2022年工程师必备电感基础知识大总结 .docx

工程师必备：电感基础学问大总结一、电感器的定义1.1 电感的定义：电感是导线内通过沟通电流时,在导线的内部及其四周产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比；当电感中通过直流电流时,其四周只出现固定的磁力线,不随时间而变化；可是当在线圈中通过沟通电流时,其四周将出现出随时间而变化的磁力线；依据法拉弟电磁感应定律磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”；当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流；由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻挡原先磁力线的变化的；由于原先磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观成效看,电感线圈有阻挡沟通电路中电流变化的特性；电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬时,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的；总之,当电感线圈接到沟通电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应；这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”；由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小外形和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关；1.2 电感线圈与变压器电感线圈：导线中有电流时,其四周即建立磁场；通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场；电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此相互绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的；一般情形,电感线圈只有一个绕组；变压器：电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使邻近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感；两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器；1.3 电感的符号与单位电感符号： L电感单位：亨 H 、毫亨 mH、微亨 uH , 1H=103mH=106u；H电感量的标称：直标式、色环标式、无标式电感方向性：无方向检查电感好坏方法：用电感测量仪测量其电感量；用万用表测量其通断,抱负的电感电阻很小,近乎为零；1.4 电感的分类：按电感形式分类：固定电感、可变电感；按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈；按工作性质 分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈；按绕线结构 分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈；按工作频率 分类：高频线圈、低频线圈；按结构特点 分类：磁芯线圈、可变电感线圈、色码电感线圈、无磁芯线圈等；二、电感的作用基本作用：滤波、振荡、推迟、陷波等形象说法：“通直流,阻沟通”细化解说：在电子线路中,电感线圈对沟通有限流作用,它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器、移相电路及谐振电路等；变压器可以进行沟通耦合、变压、变流和阻抗变换等；由感抗 XL=2 f L知, 电感 L 越大,频率 f 越高,感抗就越大；该电感器两端电压的大小与电感 L 成正比,仍与电流变化速度 i/ t 成正比,这关系也可用下式表示：电感线圈也是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示：WL=1/2 Li2 ；可见,线圈电感量越大,流过越大,储存的电能也就越多；电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路；我们已经知道,电容具有“阻直流,通沟通”的本事,而电感就有“通直流,阻沟通”的功能；假如把伴有很多干扰信号的直流电通过LC 滤波电路（如图）,那么,沟通干扰信号将被电容变成热能消耗掉；变得比较纯洁的直流电流通过电感时,其中的沟通干扰信号也被变成磁感和热能,频率较高的最简单被电感阻抗,这就可以抑制较高频率的干扰信号；C 滤波电路在线路板电源部分的电感一般是由线径特别粗的漆包线围绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上；而且邻近一般有几个高大的滤波铝电解电容,这二者组成的就是上述的LC滤波电路；另外,线路板仍大量采纳“蛇行线贴片钽电容”来组成 LC 电路,由于蛇行线在电路板上来回折行,也可以看作一个小电感；三、电感的主要特性参数2.1 电感量 L电感量 L 表示线圈本身固有特性,与电流大小无关；除特地的电感线圈（色码电感）外, 电感量一般不特地标注在线圈上,而以特定的名称标注；2.2 感抗 XL电感线圈对沟通电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆；它与电感量L 和沟通电频率f 的关系为 XL=2 f L2.3 品质因素 Q品质因素 Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗 XL 与其等效的电阻的比值,即： Q=XL/R；线圈的 Q值愈高,回路的损耗愈小；线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质 损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关；线圈的Q值通常为几十到几百；采纳磁芯线圈,多股粗线圈均可提高线圈的Q值；2.4 分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容；分布电容 的存在使线圈的 Q值减小,稳固性变差,因而线圈的分布电容越小越好；采纳分段绕法可削减分布电容；2.5 答应误差：电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数；2.6 标称电流：指线圈答应通过的电流大小,通常用字母A、B、C、D、E 分别表示, 标称电流值为50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA；四、常用电感线圈3.1 单层线圈单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上；如晶体管收音机中波天线线圈；3.2 蜂房式线圈假如所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成肯定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈；而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数；蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大；蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小3.3 铁氧体磁芯和铁粉芯线圈线圈的电感量大小与有无磁芯有关；在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素；3.4 铜芯线圈铜芯线圈在超短波范畴应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来转变电感量,这种调整比较便利、耐用；3.5 色码电感线圈是一种高频电感线圈,它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成；它的工作频率为10KHz 至 200MHz,电感量一般在 0.1uH 到 3300uH 之间；色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记；其单位为uH；3.6 阻流圈（扼流圈）限制沟通电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈；3.7 偏转线圈偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求：偏转灵敏度高、磁场匀称、Q值高、体积小、价格低；五、 电感的型号、规格及命名；国内外有众多的电感生产厂家,其中名牌厂家有SAMUN、GPHI、TDK、AVX、VISHAY、NEC、KEME、T ROHM等；5.1 片状电感电感量： 10NH1MH材料：铁氧体绕线型 陶瓷叠层精度： J=±5% K=±10% M=±20%尺寸： 0 4 0 2 0 6 0 3 0 8 0 5 10 0 8 12 0 6 1210 1812 10 0 8 =2 . 5m m* 2 .0 mm 1210=3.2mm*2.5mm5.2 功率电感电感量： 1NH20MH带屏蔽、不带屏蔽尺寸： SMD43、SMD54、SMD73、SMD75、SMD104、SMD105；RH73/RH74/RH104R/RH105R/RH12；4 CD43/54/73/75/104/105；5.3 片状磁珠种类： CBG（一般型）阻抗： 5 3K CBH（大电流） 阻抗： 30 120 CBY（尖峰型） 阻抗： 5 2K规格： 0402/0603/0805/1206/1210/1806（贴片磁珠）规格： SMB302520/SMB403025/SMB85302（5 贴片大电流磁珠）5.4 插件磁珠规格： RH3.55.5 色环电感电感量： 0.1uH22MH尺寸： 0204、0307 、0410、0512豆形电感： 0.1uH22MH尺寸： 0405、0606 、0607、0909、 0910精度： J=±5% K=±10% M=±20%精度： J=±5% K=±10% M=±20%5.6 立式电感电感量： 0.1uH3MH规格： PK0455/PK0608/PK0810/PK09125.7 轴向滤波电感规格： LGC0410/LGC0513/LGC0616/LGC1019电感量： 0.1uH-10mH；额定电流： 65mA10A；Q值高,价位一般较低,自谐振频率高；5.8 磁环电感规格： TC3026/TC3726/TC4426/TC5026尺寸（单位 mm）： 3. 2515. 885.9 空气芯电感空气芯电感为了取得较大的电感值,往往要用较多的漆包线绕成,而为了削减电感本身的线路电阻对直流电流的影响,要采纳线径较粗的漆包线；但在一些体积较少的产品中,采纳很重很大的空气芯电感不太现实,不但增加成本,而且限制了产品的体积；为了提高电感值而保持较轻的重量,我们可以在空气芯电感中插入磁心、铁心,提高电感的自感才能,借此提高电感值；目前,在运算机中,绝大部分是磁心电感；六、常见的磁芯磁环铁粉芯系列材质有： -2 材（红 / 透亮）、 -8 材（黄 / 红）、 -18 材（绿 / 红）、 -26 材（黄 / 白）、 -28 材（灰 / 绿）、 -33 材（灰 / 黄）、 -38 材（灰 / 黑）、 -40 材（绿 / 黄）、 -45 材（黑色）、 - 52 材（绿 / 蓝）；尺寸：外径大小从30 到 400D（注解：外径从 7.8mm到 102mm）；铁硅铝系列主要 u 值有： 60、 75、90、125；尺寸：外径大小从3.5mm到 77.8mm；两种产品的规格除了主要的环形外,另有E 形,棒形等,仍可以依据客户供应的各项参数定做；它们广泛应用于运算机主机板,运算机电源,电源供应器,手机充电器,灯饰变压调光器,不间断电源（ UPS）,各种家用电器掌握板等；七、电感在使用过程中要留意的事项7.1 电感使用的场合潮湿与干燥、环境温度的高低、高频或低频环境、要让电感表现的是感性,仍是阻抗特性等,都要留意；7.2 电感的频率特性在低频时,电感一般出现电感特性,既只起蓄能,滤高频的特性；但在高频时,它的阻抗特性表现的很明显；有耗能发热,感性效应降低等现象；不同的电感的高频特性都不一 样；下面就铁氧体材料的电感加以解说：铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金,这种材料具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情形下产生的电容最小；铁氧体材料通常在高频情形下应用,由于在低频时他们主要程电感特性,使得线上的损耗很小；在高频情形下,他们主要呈电抗特性比并且随频率转变；实际应用中,铁氧体材料是作为射频电路的高频衰减器使用的；实际上,铁氧体较好的等效于电阻以及电感的并联, 低频下电阻被电感短路,高频下电感阻抗变得相当高,以至于电流全部通过电阻；铁氧体是一个消耗装置,高频能量在上面转化为热能,这是由他的电阻特性打算的；7.3 电感设计要承担的最大电流,及相应的发热忱形7.4 使用磁环时,对比上面的磁环部分,找出对应的L 值,对应材料的使用范畴；7.5 留意导线（漆包线、纱包或裸导线）,常用的漆包线；要找出最适合的线经；