電感器(Inductor)是能夠把電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來(lái)的元件。電感器的結(jié)構(gòu)類(lèi)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(méi)有電流通過(guò)的狀態(tài)下,電路接通時(shí)它將試圖阻礙電流流過(guò)它;如果電感器在有電流通過(guò)的狀態(tài)下,電路斷開(kāi)時(shí)它將試圖維持電流不變。電感器又稱(chēng)扼流器、電抗器、動(dòng)態(tài)電抗器。
電感器結(jié)構(gòu)組成
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(xiàn)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(xiàn)圈、阻流圈等),大多數(shù)是將漆包線(xiàn)(或紗包線(xiàn))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(xiàn)繞在磁心上;空心電感器(也稱(chēng)脫胎線(xiàn)圈或空心線(xiàn)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(xiàn)圈各圈之間拉開(kāi)一定距離。
2.繞組
繞組是指具有規(guī)定功能的一組線(xiàn)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(xiàn)一圈挨一圈)和間繞(繞制時(shí)每圈導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)圈等)。采用屏蔽罩的電感器,會(huì)增加線(xiàn)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(xiàn)圈和磁心等密封起來(lái)。封裝材料采用塑料或環(huán)氧樹(shù)脂等。
電感器工作原理
電感器的工作原理分成兩個(gè)部分:給電感器通電后電感器的工作過(guò)程,此時(shí)電感器由電產(chǎn)生磁場(chǎng);電感器在交變磁場(chǎng)中的工作過(guò)程,此時(shí)電感器由磁產(chǎn)生交流電。
關(guān)于電感器的工作原理,東莞晶磁電感主要說(shuō)明下列幾點(diǎn):
(1)給線(xiàn)圈中通入交流電流時(shí),在電感器的四周產(chǎn)生交變磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)稱(chēng)為原磁場(chǎng)。
(2)給電感器通入直流電流時(shí),在電感器四周要產(chǎn)生大小和方向不變的恒定磁場(chǎng)。
電感器特性
電感器的特性與電容器的特性正好相反,它具有阻止交流電通過(guò)而讓直流電順利通過(guò)的特性。直流信號(hào)通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)的電阻就是導(dǎo)線(xiàn)本身的電阻壓降很小;當(dāng)交流信號(hào)通過(guò)線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),自感電動(dòng)勢(shì)的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過(guò)。
所以電感器的特性是通直流、阻交流,頻率越高,線(xiàn)圈阻抗越大。電感器在電路中經(jīng)常和電容器一起工作,構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。另外,人們還利用電感的特性,制造了阻流圈、變壓器、繼電器等。
電感器分類(lèi)
自感器:
當(dāng)線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí)候,線(xiàn)圈的周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線(xiàn)圈中電流發(fā)生變化時(shí),其周?chē)拇艌?chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,此變化的磁場(chǎng)可使線(xiàn)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(xiàn)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(chēng)為電感線(xiàn)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(guò)的電流和使用頻率等。由單一線(xiàn)圈組成的電感器稱(chēng)為自感器,它的自感量又稱(chēng)為自感系數(shù)。
互感器:
兩個(gè)電感線(xiàn)圈相互靠近時(shí),一個(gè)電感線(xiàn)圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線(xiàn)圈,這種影響就是互感?;ジ械拇笮∪Q于電感線(xiàn)圈的自感與兩個(gè)電感線(xiàn)圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。
電感器作用
電感器在電路中主要起到濾波、振蕩、延遲、陷波等作用,還有篩選信號(hào)、過(guò)濾噪聲、穩(wěn)定電流及抑制電磁波干擾等作用。
電感器發(fā)展歷程
*原始的電感器是1831年英國(guó)邁克爾·法拉第(MichaelFaraday)用以發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的鐵芯線(xiàn)圈。1832年美國(guó)的約瑟夫·亨利(JosephHenry)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(chēng)為亨利,簡(jiǎn)稱(chēng)亨。19世紀(jì)中期,電感器在電報(bào)、電話(huà)等裝置中得到實(shí)際應(yīng)用。1887年德國(guó)的海因里?!?shù)婪颉ず掌?HeinrichRudolfHertz),1890年美國(guó)尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)在實(shí)驗(yàn)中所用的電感器都是非常著名的,分別稱(chēng)為赫茲線(xiàn)圈和特斯拉線(xiàn)圈。