电感线圈的选用常识
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电感元件知识点总结电感元件是一类非常重要的电子元件,它在电路中起着很重要的作用。
电感元件是利用磁场储存能量的元件。
在电磁感应的原理基础上制成的一种元件,是传感器与基本电子器件之一。
一、电感元件的基本概念电感元件是传感器与基本电子器件之一。
电感现象是电流变化时产生的自感电动势或电压成为自感现象,也叫电感电动势(一般简称电动势);而在另外一根相距甚远的导线上发生(因此在学校通常用螺线管或铁芯线圈来示意)的电动势,则称为互感电动势(或称彼此感应电动势)。
这两种电动势是彼此复合在一起且叠加在一起的。
电感分有线性和非线性两种。
线性电感的特性曲线基本上是一条直线,线度L和直流电阻R是线性增长(图4-45),根据构成电感的原理线圈即使是悬空的,串接在上面的R,就相当于是用一只线性的饱和电感来代替了磁性线圈。
非线性的线圈,指的是假如在其上通有ym一实际电流的话,就变成是偏磁了。
在常温下电感的值为::L0=1(M0.269L1)对数型(归⑼型亦称对数线性型∶y=1n(x+1)x+1例∶公式∶Pn(I)=(2−I)2n2Pn0(I)归圈○的特性是如果其对应于毫侄线圈的直流电阻的两倍得到了直流电感线圈,并不令其振荡,然后去验证这样的电感公式。
表达出其优劣来的式、特性曲线为:y=a+bx(折线)|y=ax2+bx+c(曲线)二、电感元件的种类和特性1. 电感元件的种类电感元件分为线圈和电感线圈两种。
线圈的特点是由导线绕成,不需磁耦合,自感不涉及其他的电感。
而电感线圈的特性是有正负片并支有磁通,是两个导线卷绕磁性线圈。
其所谓磁场是伴随着通有电流瞬变的延伸而传播的,由每一个面元都产生绕着方向图3-39曲线图4-43。
只是将它显示为一组线束以便于在心理上给予它以环状逆向通电动力变与用于记述许多电磁感应定理总是使我们把它转换为为抽象的数理符号。
纸片象一个可以打开的圈。
2. 电感元件的特性电感元件的特性主要表现在以下几个方面:(1) 阻抗特性:电感元件的阻抗是与频率有关的,当输入信号频率增加时,电感元件的阻抗也会增大。
常用电子元器件识别及检测(一)各种电子设备上都普遍采用的元器件称为通用元器件,它们主要有电阻器、电容器、电感、变压器、晶体二极管、晶体三极管、集成电路、扬声器等。
除此之外还有一些专用的元器件。
一、电阻器电阻器简称“电阻”,它是家用电器以及其它电子设备中应用十分广泛的元件。
电阻器利用它自身消耗电能的特性,常用于控制电路电流和电压的大小,在电路中起降压、分压、限流、向各种电子元件提供必要的工作条件(电压或电流)等几种功能。
表示符号为“R”,基本单位是Q,功率用W 表示。
电阻的基本概念■ 各种材料的物体对通过它的电流呈现一定的阻力,这种阻碍电流的作用叫作电阻。
■ 电阻R 在数值上等于加在电阻器上的电压U 与电流I 之比,即■ R 二U/I 电阻的常用单位为欧姆(Q )、千欧(KQ )和兆欧(MQ ).■ 1KQ=1000Q ;1MQ=1OOOKQ=1O6Q常见的电阻器有下列几种:(1)色环电阻(金属膜、碳膜电阻)(2)线绕电阻器(3)电阻网络器(排阻)(4)水泥电阻(5)贴片电阻水泥电阻水泥电阻:碳膜电阻28大功率线绕电阻 特殊电阻1、敏感电阻:热敏MZ/MF 、湿敏MS 、光敏MG 、压敏MY 、力敏ML 、磁敏MC 和气敏MQ 等。
2、熔断电阻器(保险电阻):可调电阻器(电位器):(a )绕线电位器阻值变化范围小,功率较大。
(b )碳膜电位器稳定性较高,噪声较小。
(c )推拉式带开关碳膜电位器使用寿命长,调节方便。
(d )直滑式碳膜电位器节省安装位置,调节方便。
精密贴片电阻 —汉达制作一 普通贴片电微调电阻电位器电阻的型号命名方法国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻)第一部分:主称,R表示电阻,W表示电位器。
第二部分:材料,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氧化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。
第三部分:分类,1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。
电感线圈的重要参数:Q值首先来讲讲电感品质因数Q的定义Q值是衡量电感器件的主要参数.是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。
电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高。
品质因数Q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的Q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。
那么,如何提高绕制线圈的Q值呢,下面介绍具体的方法:1、根据工作频率,选用线圈的导线工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。
工作频率高于几万赫,而低于2MHz的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应的影响,使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30%-50%。
在频率高于2MHz的电路中,电感线圈应采用单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm-1.5mm。
采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。
这时不宜选用多股导线绕制,因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果反不如单根导线好。
2、选用优质的线圈骨架,减少介质损耗在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。
3、选择合理的线圈尺寸选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗外径一定的单层线圈(φ20mm-30mm),当绕组长度 L与外径 D的比值 L/D=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈L/ D=0.2-0.5,用t/D=0.25-0.1时,其损耗最小。
绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t+2L=D的情况下,损耗也最小。
采用屏蔽罩的线圈,其L/D=0.8-1.2时最佳。
4、选定合理屏蔽罩的直径用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。
然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。
当屏蔽罩直径Ds与线圈直径 D之比满足如下数值即Ds/D=1.6-2.5时,Q值降低不大于10%。
直铁芯电感器,也被称为扼流圈、电抗器或电感器,是在电子设备中广泛使用的元件。
它主要用于平滑整流后的直流成分,以减小其波纹电压,从而满足电子设备对直流电源的要求。
直铁芯电感器的主要技术指标包括电感量和直流电压降。
电感量由所要求的波纹系数确定,在进行整流器和滤波器计算时确定;而直流电压降则影响整流器输出电压和负载调整率。
此外,直铁芯电感器还分为电源滤波扼流圈、交流扼流圈(包括电感线圈)和饱和扼流圈三种类型,其中前两种类型的用量最大。
在扼流圈铁心中,存在着交直流两种磁化场,其中直流分量是主要部分。
在选择直铁芯电感器时,需要注意其电感量、电流承载能力、工作频率范围等参数,以确保其能够满足具体的应用需求。
同时,不同的品牌和型号的直铁芯电感器在性能上也可能存在差异,因此在实际使用中需要根据具体的应用场景进行选择。
总的来说,直铁芯电感器是电子设备中重要的元件之一,其性能的稳定性和可靠性对于保证电子设备的正常运行具有重要意义。
电感线圈及变压器的基本知识常见的高频阻流圈、振荡线圈、天线线圈、天线阻抗变换器、电源变压器、输出变压器等,都属于电感器件。
电感线圈与电阻器、电容器及三极管等元件恰当组合后,能构成滤波器、放大器、振荡器等电子电路。
一、电感线圈及其电路图形符号电感线圈就是用漆包线或纱包线一圈靠一圈地绕在绝缘管架、磁芯或铁芯上的一种元件。
电感线圈也可简称为线圈,通常在电路图中用字母“L”表示,常用的图形符号如图1所示。
图1 各种电感线圈的电路图形符号二、线圈的自感和互感任何线圈有电流通过时其周围会产生磁场;若通过线圈的电流变化时,线圈周围磁场也会变化,这变化的磁场又产生感应电动势。
感应电动势是由于线圈中的电流变化引起的,即自感应作用,叫做自感。
自感应电动势的方向符合楞次定律。
当线圈中电流变化时,自感应电动势总是阻碍电流的变化。
两只线圈相互靠近,一只初级线圈,另一只次级线圈,初级线圈通变化的电流,次级线圈产生感应电动势。
初、次级线圈虽无直接相连,但有磁力线耦合作用,使初级线圈的电能转移到次级线圈,这种作用称为互感,由互感作用产生的感应电动势称为互感电动势。
根据初级线圈磁力线通过次级线圈产生作用的多少,即互感量的大小,有紧耦合和松耦合。
若把初、次级线圈彼此垂直放置,则没有磁感应作用,即没有耦合。
三、电感线圈的种类和型号命名方法由于工作频率、绕组匝数、骨架材料等因素不同,线圈种类繁多,主要有振荡线圈、阻流线圈、电视偏转线圈和校正线圈、固定电感线圈等。
按磁体性质又分为:空芯线圈和磁芯线圈;按线圈形式又分为:固定线圈和可变线圈。
电感线圈的型号命名一般由四部分组成:第一部分:用字母表示主称,其中L代表线圈,ZL代表阻流圈;第二部分:用字母表示特征,其中G代表高频;第三部分:用字母表示型号,其中X代表小型;第四部分:用字母表示区别代号。
下来介绍几种线圈:1.单层线圈单层线圈的电感量一般在几个微亨到几十个微亨之间,适用在高频电路中,为了提高Q值,线圈骨架选用介质损耗小的陶瓷、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路,DC-DC能量转换等等,其应用频率范围很少超过50MHz。
从阻抗频率曲线图可知,工作频率低于谐振频率时,电感器件表现出电感性,阻抗随着频率的升高而增大:当工作频率高于谐振频率时,电感器件表现出电容性,阻抗随着频率的升高而减小。
在应用中,应选择谐振频率点高于工作频率的电感为电源滤波选用电感时,需要注意以下几点。
①电感与电容组成低通滤波器时,电感值是一个很关键的参数。
电感器件资料标称的电感值,是工作频率低于谐振频率点的值,如果工作频率高于谐振频率,则电感值将会随着工作频率的升高而急剧减小,逐步呈现电容性。
②电感用于电源滤波时,需要考虑由于其直流电阻而引起的压降。
③用于电源滤波时,电感的工作电流必须小于额定电流。
如果工作电流大于额定电流,电感未必会损坏,但是电感值可能低于标称值。
几个主要有关参数①电感值范围:1-470uH②直流电阻:有多种直流电阻可供选择,电感值越大,对应的直流电阻也越大。
一般信号用电感,其直流电阻比高频信号用电感和电源用电感大一些,最小的直流电阻一般为几毫欧,大的几欧。
③自谐振频率:几十兆赫兹到几百兆赫兹。
电感值越大,其对应的自谐振频率越小。
④额定电流:几毫安到几十毫安。
电感值越大,其对应的额定电流越小。
工作频率低于谐振频率时,电感值基本保持稳定:但工作频率超过谐振频率后,电感值将会先增大,达到一定频率后,将迅速减小。
电感啸叫原因如果耳朵能听到啸叫(吱吱声),可以肯定电感两端存在一个20HZ-20KHZ(人耳范围)左右的开关电流。
例如DC-DC电路的电感啸叫,由于负载电流过大,DC内部有一个限流保护电路,当负载超过IC内部的开关(MOS)电流时,限流检测电路判断负载电流过大,会立即调整DAC内部开关占空比,或者立即停止开关工作,直到检测负载电流在标准范围内时,再重新启动正常的工作开关。
从停止开关到重启开关的时间周期正好是几KHZ的频率,正因为这个周期的开关频率产生啸叫。
电磁线圈的选用常识1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
如果将两只或两只以上的电感线圈串联起来总电感量是增大的,串联后的总电感量为:L串= L1+L2+L3+L4……线圈并联起来以后总电感量是减小的,并联后的总电感量为:L并= 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)上述的计算公式,是针对每只线圈的磁场各自隔离而不相接触的情况,如果磁场彼此发生接触,就要另作考虑了。
2.电感线圈的检测在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。
欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数Q,一般均需要专门仪器,而且测试方法较为复杂。
在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。
可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X 可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。
如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。
此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。
线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。
例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。
例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。
屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其Q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其Q值也越高。
在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其Q值大小并不太重要,而电感量L的大小却对滤波效果影响较大。
电感线圈电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。
用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
一、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。
电感线圈的主要特性参数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。
除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。
它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL3、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。
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,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
常用线圈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。
2、蜂房式线圈如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,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、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。
4、铜芯线圈铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。
线圈使用、安装要注意的问题:所有电子设备中的电子元器件安装板,都是经过工程技术人员根据使用的各种元器件的性能特点,精心安排、全面布局、合理设计出来的。
作为线圈的使用安装者,注意如下的几个问题就可以了。
(1)线圈在安装前,要进行外观检查使用前,应检查线圈的结构是否牢固,线匝是否有松动和松脱现象,引线接点有无松动,磁芯旋转是否灵活,有无滑扣等。
这些方面都检查合格后,再进行安装。
(2)线圈的安装位置应符合设计要求线圈的装配位置与其他各种元器的相对位置要符合设计的规定,否则将会影响设备的正常工作。
例如,简单的半导体收音机中的高频阻流圈与磁性天线的位置要适当安排合理;天线线圈与振荡线圈应相互垂直,这就避免了相互耦合的影响。
(3)线圈在使用过程需要微调的,应考虑微调方法有些线圈在使用过程中,需要进行微调,依*改变线圈圈数又很不方便,因此,选用时应考虑到微调的方法。
例如:单层线圈可采用移开*端点的数困线圈的方法,即预先在线圈的一端绕上3圈~4圈,在微调时,移动其位置就可以改变电感量。
实践证明,这种调节方法可以实现微调±2%-±3%的电感量。
应用在短波和超短波回路中的线圈,常留出半圈作为微调,移开或折转这半圈使电感量发生变化,实现微调。
多层分段线圈的微调,可以移动一个分段的相对距离来实现,可移动分段的圈数应为总圈数的20%-30%。
实践证明:这种微调范围可达10%-15%。
具有磁芯的线圈,可以通过调节磁芯在线圈管中的位置,实现线圈电感量的微调。
(4)使用线圈应注意保持原线圈的电感量线圈在使用中,不要随便改变线圈的形状。
大小和线圈间的距离,否则会影响线圈原来的电感量。
尤其是频率越高,即圈数越少的线圈。
所以,目前在电视机中采用的高频线圈,一般用高频蜡或其他介质材料进行密封固定。
另外,应注意在维修中,不要随意改变或调整原线圈的位置,以免导致失谐故障。
(5)可调线圈的安装应便于调整可调线圈应安装在机器的易于调节的位置,以便于调整线圈的电感量达到最佳的工作状态。
电子镇流器中电感线圈参数的选择与计算摘要:本文首先介绍了磁性材料的特性,然后根据它的特性,讨论电子镇流器中电感线圈参数的选择与计算方法,包括选用磁芯尺寸、气隙大小、线圈圈数和漆包线线径等。
关键词:锰锌铁氧体初始磁导率磁通密度饱和磁通密度功率损耗居里温度气隙考虑到一些工程技术人员对磁性材料及所涉及的计算公式不够熟悉,为便于展开讨论,本文从基础知识讲起,首先介绍在电子镇流器中常用的锰锌铁氧体磁性材料的一般特性和磁路的基本计算公式,然后,在此基础上,再讨论电感线圈计算中有关问题,包括磁芯尺寸、气隙大小、磁芯中的磁感应强度、磁芯损耗以及线圈的圈数和线径的计算等。
这些内容对于从事电子镇流器设计的人员无疑是很有用的。
一.锰锌铁氧体磁性材料的一般特性表征磁性材料的磁性参数有以下数种:1.初始磁导率μi初始磁导率是基本磁化曲线上起始点的磁感应强度B与磁场强度H之比。
任何一种磁性材料的初始磁导率可以按以下方法求得:用该材料做成截面积为A(cm2)的圆环,平均直径为D(cm),在圆环上均匀分布绕线N匝,在LCR电桥(例如TH2811C数字LCR电桥)上,测出其电感为L(H),则可按下述计算公式求出其磁导率式中,Le、Ae分别代表磁芯磁路的有效长度及有效面积,如式(1)除以真空磁导率μ0(μ0=4π×10-7(H/m)),则得到相对初始磁导率,它可以表示为:式(1)、(2)中,L的单位为亨(H),D、有效长度Le的单位为cm,A、有效面积Ae的单位为cm 2。
如D、A分别换用mm、 mm2为单位,则式(2)中最后一项应换成1010。
公式(2)由于除以μ0,所以是无量纲的,一般在磁性材料的工厂手册中给出的初始磁导率,就是按式(2)求得的。
例1 有一个R5K材料磁环,其尺寸为外径12mm、内径6mm、厚4mm,试计算其相对初始磁导率。
解:在磁环上绕4匝线圈,测出其电感(用TH2811C数字LCR电桥在10kHz条件下测量电感)为53. 1μH。
初级线圈的基础知识
初级线圈是电子电路中常见的元件之一,也是电子爱好者必须掌握的基础知识之一。
初级线圈由一根绕在磁芯上的导线组成,其主要作用是产生电磁感应和电磁振荡。
初级线圈的基础知识包括以下几个方面:
1.导线的选用:初级线圈一般使用直径较细的铜线,银线或金线等。
2.绕线方式:初级线圈的绕线方式有平面螺旋绕法、轴向绕法、圆柱绕法等。
其中,平面螺旋绕法是最常见的绕线方式。
3.磁芯的选用:初级线圈的磁芯有铁芯、铁氧体芯、氧化铝陶瓷芯等,根据电路的需要选择对应的磁芯。
4.电感的计算:初级线圈的电感可以通过公式进行计算。
公式为L=N×μ×A/l,其中N为匝数,μ为磁导率,A为磁芯的截面积,l 为磁芯长度。
在实际计算中,还需要考虑磁芯的磁饱和等因素。
初级线圈作为电子电路中的基础元件,其掌握对于理解和设计复杂电路具有重要作用。
因此,建议电子爱好者在学习初级线圈的基础知识时,要结合具体电路进行实际操作和实践。
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关于线圈绕法和电感、品质因素的测量方法------01079044孙哲1.线圈的绕法1.1电感线圈的作用我觉得要知道如何去绕线圈,首先要知道电感线圈的作用。
从目的去理解线圈的绕法。
去缠绕一个电感线圈的主要目的是为了使线圈产生一个想要的电感值,应用到电路中去,以实现线圈阻流、调谐选频等作用。
而影响电感的主要因素是线圈缠绕的匝数、铜线的电阻、磁芯材质导磁率以及匝间距离。
基于此,在缠绕线圈的时候应该重点注意关系到影响因素的步骤。
2.2电感线圈的缠绕方法1)根据需要得到的电感进行匝数、铜线、磁芯材料的选取。
根据空心线圈电感量计算公式:20.01D N L L 0.44D⨯⨯=+ 其中:线圈电感量 L 单位: 微亨线圈直径 D 单位: cm线圈匝数 N 单位: 匝线圈长度 L 单位: cm根据实际材料情况,我们估计出缠绕此线圈需要的匝数、线圈长度。
2)根据得到的大体数据进行线圈的缠绕。
不论是密绕或间绕,最好先把铜线烘热,戴上手套或用布片裹住铜线再绕。
这样,铜线冷却后就箍紧线圈管,不致松脱。
对于密绕线圈,我们需要从开始紧密缠绕,最末一圈要和其他圈数离开2到3公厘,以便在校准时可以逐圈向末圈拨拢,达到减少电感量的目的。
对于间绕线圈的线径等于线距的0.5倍时,可以用两根同样粗细的铜线相互靠紧后平行绕上去,绕好后拆掉一根,就成为很整齐的间绕线圈了。
如果线经是线距的0.7倍时,要用一根较间隔略粗的棉线或麻线和铜线平行绕上去;若用细铜线做间隔,绕好后会嵌在相邻两铜线下面抽不出来。
如果能在线圈管上用旋床族一条浅的螺旋形槽,可以绕任何样式的间距线圈,如图1。
图 1 线圈常见缠绕方法当线圈初步成型之后,由于经验公式并不精确,所以需要通过测量该线圈电感,对线圈进行微调。
下面讨论电感测量方法。
2.电感的测量方法在实验室已有条件下,通过搭建RL 电路,测量电压的方法,计算得出未知电感。
做电路图如下:图 2 电感测量示意图 根据图像以及已有公式,得到电感公式为:02()1LL U U ω=-根据测得电容量变的电压L U 以及交流电源的电压0U 和频率f 。
十种电感线圈的电感量的计算在开关电源电路设计或电路试验过程中,经常要对线圈或导线的电感以及线圈的匝数进行计算,以便对电路参数进行调整和改进。
下面仅列出多种线圈电感量的计算方法以供参考,其推导过程这里不准备详细介绍。
在进行电路计算的时候,一般都采用SI国际单位制,即导磁率采用相对导磁率与真空导磁率的乘积,即:μ=μrμ0,其中相对导磁率μr是一个没有单位的系数,μ0真空导磁率的单位为H /m。
几种典型电感1、圆截面直导线的电感其中:L:圆截面直导线的电感 [H]l:导线长度 [m]r:导线半径 [m]μ0:真空导磁率,μ0=4πx10-7 [H/m]【说明】这是在 l>> r的条件下的计算公式。
当圆截面直导线的外部有磁珠时,简称磁珠,磁珠的电感是圆截面直导线的电感的μr倍,μr是磁芯的相对导磁率,μr=μ/μ0,μ为磁芯的导磁率,也称绝对导磁率,μr是一个无单位的常数,它很容易通过实际测量来求得。
2、同轴电缆线的电感同轴电缆线如图2-33所示,其电感为:其中:L:同轴电缆的电感 [H]l:同轴电缆线的长度 [m]r1:同轴电缆内导体外径 [m]r2:同轴电缆外导体内径 [m]μ0:真空导磁率,μ0=4π*10-7 [H/m]【说明】该公式忽略同轴电缆外导体的厚度。
3、双线制传输线的电感L:输电线的电感 [H]l:输电线的长度 [m]D:输电线间的距离 [m]r:输电线的半径 [m]μ0:真空导磁率,μ0=4π*10-7 [H/m]【说明】该公式的应用条件是: l>> D ,D >> r 。
4、两平行直导线之间的互感两平行直导线如图2-34所示,其互感为:其中:M:输电线的互感 [H]l :输电线的长度 [m]D:输电线间的距离 [m]r:输电线的半径 [m]μ0:真空导磁率,μ0=4π*10-7 [H/m]【说明】该公式的应用条件是:l >> D ,D >> r 。
电感线圈的选用常识1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
如果将两只或两只以上的电感线圈串联起来总电感量是增大的,串联后的总电感量为:L串= L1+L2+L3+L4……线圈并联起来以后总电感量是减小的,并联后的总电感量为:L并= 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)上述的计算公式,是针对每只线圈的磁场各自隔离而不相接触的情况,如果磁场彼此发生接触,就要另作考虑了。
2.电感线圈的检测在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。
欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数Q,一般均需要专门仪器,而且测试方法较为复杂。
在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。
可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X 可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。
如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。
此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。
线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。
例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。
例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。
屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其Q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其Q值也越高。
在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其Q值大小并不太重要,而电感量L的大小却对滤波效果影响较大。
电感线圈的选用常识绝大多数的电子元器件,如电阻器、电容器。
扬声器等,都是生产部门根据规定的标准和系列进行生产的成品供选用。
而电感线圈只有一部分如阻流圈、低频阻流圈,振荡线圈和LG固定电感线圈等是按规定的标准生产出来的产品,绝大多数的电感线圈是非标准件,往往要根据实际的需要,自行制作。
由于电感线圈的应用极为广泛,如LC滤波电路、调谐放大电路、振荡电路、均衡电路、去耦电路等等都会用到电感线圈。
要想正确地用好线圈,还是一件较复杂的事情;这里提到的一些知识,有的是根据一些人的实践经验,只供读者参考。
1.电感线圈的串、并联每一只电感线圈都具有一定的电感量。
如果将两只或两只以上的电感线圈串联起来总电感量是增大的,串联后的总电感量为:L串= L1+L2+L3+L4……线圈并联起来以后总电感量是减小的,并联后的总电感量为:L并= 1/(1/L1+1/L2+1/L3+1/L4+……)上述的计算公式,是针对每只线圈的磁场各自隔离而不相接触的情况,如果磁场彼此发生接触,就要另作考虑了。
2.电感线圈的检测在选择和使用电感线圈时,首先要想到线圈的检查测量,而后去判断线圈的质量好坏和优劣。
欲准确检测电感线圈的电感量和品质因数Q,一般均需要专门仪器,而且测试方法较为复杂。
在实际工作中,一般不进行这种检测,仅进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。
可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X 可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路万果局部短路是很难比较出来人这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。
如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。
此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。
线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。
例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。
例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。
屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的高频线圈,其Q值较天磁芯时为高;磁芯的损耗越小,其Q值也越高。
在电源滤波器中使用的低频阻流圈,其Q值大小并不太重要,而电感量L的大小却对滤波效果影响较大。
要注意,低频阻流圈在使用中,多通过较大直流,为防止磁饱和,其铁芯要求顺插,使其具有较大气隙。
为防止线圈与铁芯发生击穿现象,二者之间的绝缘应符合要求。
所以,在使用前还应进行线圈与铁芯之间绝缘电阻的检测。
具体方法与变压器绝缘电阻的检测方法相同(可参阅变压器的检测)。
对于高频线圈电感量L由于测试起来更为麻烦,一般都根据在电路使用效果适当调整,以确定其电感量是否合适。
对于多个绕组的线圈,还要用万用表检测各绕组之间线圈是否短路;对于具有铁芯和金属屏蔽罩的线圈,要测量其绕组与铁芯或金属屏蔽罩之间是否短路。
3.绕制线圈的注意事项线圈在实际使用过程中,有相当数量品种的电感线圈是非标准件,都是根据需要有针对性进行绕制。
自行绕制时,要注意以下几点:(1)根据电路需要,选定绕制方法在绕制空心电感线圈时,要依据电路的要求,电感量的大小以及线圈骨架直径的大小,确定绕制方法。
间绕式线圈适合在高频和超高频电路中使用,在圈数少于3圈到5圈时,可不用骨架,就能具有较好的特性,Q值较高,可达150-400,稳定性也很高。
单层密绕式线圈适用于短波、中波回路中,其Q值可达到150-250,并具有较高的稳定性。
(2)确保线圈载流量和机械强度,选用适当的导线线圈不宜用过细的导线绕制,以免增加线圈电阻,使Q值降低。
同时,导线过细,其载流量和机械强度都较小,容易烧断或碰断线。
所以,在确保线圈的载流量和机械强度的前提下,要选用适当的导线绕制。
(3)绕制线圈抽头应有明显标志带有抽头的线圈应有明显的标志,这样对于安装与维修都很方便。
(4)不同频率特点的线圈,采用不同材料的磁芯工作频率不同的线圈,有不同的特点。
在音频段工作的电感线圈,通常采用硅钢片或坡莫合金为磁芯材料。
低频用铁氧体作为磁芯材料,其电感量较大,可高达几亨到几十亨。
在几十万赫到几兆赫之间,如中波广播段的线圈,一般采用铁氧体芯,并用多股绝缘线绕制。
频率高于几兆赫时,线圈采用高频铁氧体作为磁芯,也常用空心线圈。
此情况不宜用多股绝缘线,而宜采用单股粗镀银线绕制。
在100MHz以上时,一般已不能用铁氧体芯,只能用空心线圈;如要作微调,可用钢芯。
使用于高频电路的阻流圈,除了电感量和额定电流应满足电路的要求外,还必须注意其分布电容不宜过大。
4.提高线圈的Q值所采取的措施品质因数Q是反映线圈质量的重要参数,提高线圈的Q值,可以说是绕制线圈要注意的重点之一。
那么,如何提高绕制线圈的Q值呢,下面介绍具体的方法:(1)根据工作频率,选用线圈的导线工作于低频段的电感线圈,一般采用漆包线等带绝缘的导线绕制。
工作频率高于几万赫,而低于2MHz 的电路中,采用多股绝缘的导线绕制线圈,这样,可有效地增加导体的表面积,从而可以克服集肤效应的影响,使Q值比相同截面积的单根导线绕制的线圈高30%-50%。
在频率高于2MHz的电路中,电感线圈应采用单根粗导线绕制,导线的直径一般为0.3mm-1.5mm。
采用间绕的电感线圈,常用镀银铜线绕制,以增加导线表面的导电性。
这时不宜选用多股导线绕制,因为多股绝缘线在频率很高时,线圈绝缘介质将引起额外的损耗,其效果反不如单根导线好。
(2)选用优质的线圈骨架,减少介质损耗在频率较高的场合,如短波波段,因为普通的线圈骨架,其介质损耗显著增加,因此,应选用高频介质材料,如高频瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作为骨架,并采用间绕法绕制。
(3)选择合理的线圈尺寸,可以减少损耗外径一定的单层线圈(φ20mm-30mm),当绕组长度L与外径D的比值L/D=0.7时,其损耗最小;外径一定的多层线圈L/ D=0.2-0.5,用t/D=0.25-0.1时,其损耗最小。
绕组厚度t、绕组长度L和外径D之间满足3t+2L=D的情况下,损耗也最小。
采用屏蔽罩的线圈,其L/D=0.8-1.2时最佳。
(4)选定合理屏蔽罩的直径用屏蔽罩,会增加线圈的损耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜过小。
然而屏蔽罩的尺寸过大,会增大体积,因而要选定合理屏蔽罩的直径尺寸。
当屏蔽罩直径Ds与线圈直径D之比满足如下数值即Ds/D=1.6-2.5时,Q值降低不大于10%。
(5)采用磁芯可使线圈圈数显著减少线圈中采用磁芯,减少了线圈的圈数,不仅减小线圈的电阻值,有利Q值的提高,而且缩小了线圈的体积。
(6)线圈直径适当选大些,利于减小损耗在可能的条件下,线圈直径选得大一些,体积增大了一些,有利于减小线圈的损耗。
一般接收机,单层线圈直径取12mm-30mm;多层线圈取6mm-13mm,但从体积考虑,也不宜超过20mm-25mm的范围。
(7)减小绕制线圈的分布电容尽量采用无骨架方式绕制线圈,或者绕制在凸筋式骨架上的线圈,能减小分布电容15%-20%;分段绕法能减小多层线圈的分布电容的1/3~l/2。
对于多层线圈来说,直径D越小,绕组长度L越小或绕组厚度t越大,则分布电容越小。
应当指出的是:经过漫渍和封涂后的线圈,其分布电容将增大20%-30%。
总之,绕制线圈,始终把提高Q值,降低损耗,作为考虑的重点。
5.线圈使用、安装要注意的问题任何电子设备中的电子元器件安装板,都是经过工程技术人员根据使用的各种元器件的性能特点,精心安排、全面布局、合理设计出来的。
作为线圈的使用安装者,注意如下的几个问题就可以了。
(1)线圈的安装位置应符合设计要求线圈的装配位置与其他各种元器的相对位置要符合设计的规定,否则将会影响整机的正常工作。
例如,简单的半导体收音机中的高频阻流圈与磁性天线的位置要适当安排合理;天线线圈与振荡线圈应相互垂直,这就避免了相互耦合的影响。
(2)线圈在安装前,要进行外观检查使用前,应检查线圈的结构是否牢固,线匝是否有松动和松脱现象,引线接点有无松动,磁芯旋转是否灵活,有无滑扣等。
这些方面都检查合格后,再进行安装。
(3)线圈在使用过程需要微调的,应考虑微调方法有些线圈在使用过程中,需要进行微调,依靠改变线圈圈数又很不方便,因此,选用时应考虑到微调的方法。
例如单层线圈可采用移开靠端点的数困线圈的方法,即预先在线圈的一端绕上3圈~4圈,在微调时,移动其位置就可以改变电感量。
实践证明,这种调节方法可以实现微调±2%-±3%的电感量。
应用在短波和超短波回路中的线圈,常留出半圈作为微调,移开或折转这半圈使电感量发生变化,实现微调。
多层分段线圈的微调,可以移动一个分段的相对距离来实现,可移动分段的圈数应为总圈数的20%-30%。
实践证明:这种微调范围可达10%-15%。
具有磁芯的线圈,可以通过调节磁芯在线圈管中的位置,实现线圈电感量的微调。
(4)使用线圈应注意保持原线圈的电感量线圈在使用中,不要随便改变线圈的形状。
大小和线圈间的距离,否则会影响线圈原来的电感量。
尤其是频率越高,即圈数越少的线圈。
所以,目前在电视机中采用的高频线圈,一般用高频蜡或其他介质材料进行密封固定。
另外,应注意在维修中,不要随意改变或调整原线圈的位置,以免导致失谐故障。
(5)可调线圈的安装应便于调整可调线圈应安装在机器的易于调节的位置,以便于调整线圈的电感量达到最佳的工作状态。