一文了解：電感器的參數(shù)、性能、種類(lèi)及選用方法

01 外形與符號(hào)

將導(dǎo)線(xiàn)在絕緣支架上繞制一定的匝數(shù)（圈數(shù)）就構(gòu)成了電感器。常見(jiàn)的電感器的實(shí)物外形如圖1（a）所示，根據(jù)繞制的支架不同，電感器可分為空芯電感器（無(wú)支架）、磁芯電感器（磁性材料支架）和鐵芯電感器（硅鋼片支架），它們的電路符號(hào)如圖1（b）所示。

圖1　電感器

02 主要參數(shù)與標(biāo)注方法

（1）主要參數(shù)

電感器的主要參數(shù)有電感量、誤差、品質(zhì)因數(shù)和額定電流等。

① 電感量　電感器由線(xiàn)圈組成，當(dāng)電感器流過(guò)電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，穿過(guò)電感器的磁場(chǎng)（又稱(chēng)為磁通量Φ）就越大。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)電感器的磁通量Φ和流入的電流I成正比關(guān)系。磁通量Φ與電流的比值稱(chēng)為自感系數(shù)，又稱(chēng)電感量L，用公式表示為：

電感量的基本單位為亨利（簡(jiǎn)稱(chēng)亨），用字母“H”表示，此外還有毫亨（mH）和微亨（µH），它們之間的關(guān)系是：

電感器的電感量大小主要與線(xiàn)圈的匝數(shù)（圈數(shù)）、繞制方式和磁芯材料等有關(guān)。線(xiàn)圈匝數(shù)越多、繞制的線(xiàn)圈越密集，電感量就越大；有磁芯的電感器比無(wú)磁芯的電感量大；電感器的磁芯磁導(dǎo)率越高，電感量也就越大。

② 誤差　誤差是指電感器上標(biāo)稱(chēng)電感量與實(shí)際電感量的差距。對(duì)于精度要求高的電路，電感器的允許誤差范圍通常為±0.2%～±0.5%，一般的電路可采用誤差為±10%～ ±15%的電感器。

③ 品質(zhì)因數(shù)（Q值）　品質(zhì)因數(shù)也稱(chēng)Q值，是衡量電感器質(zhì)量的主要參數(shù)。品質(zhì)因數(shù)是指當(dāng)電感器兩端加某一頻率的交流電壓時(shí)，其感抗[插圖]與直流電阻R的比值。用公式表示為：

從上式可以看出，感抗越大或直流電阻越小，品質(zhì)因數(shù)就越大。電感器對(duì)交流信號(hào)的阻礙稱(chēng)為感抗，其單位為Ω。電感器的感抗大小與電感量有關(guān)，電感量越大，感抗越大。

提高品質(zhì)因數(shù)既可通過(guò)提高電感器的電感量來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)減小電感器線(xiàn)圈的直流電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如粗線(xiàn)圈繞制而成的電感器，直流電阻較小，其Q值高；有磁芯的電感器較空芯電感器的電感量大，其Q值也高。

④ 額定電流　額定電流是指電感器在正常工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流值。電感器在使用時(shí)，流過(guò)的電流不能超過(guò)額定電流，否則電感器就會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變，甚至?xí)蜻^(guò)流而燒壞。

（2）參數(shù)標(biāo)注方法

電感器的參數(shù)標(biāo)注方法主要有直標(biāo)法和色標(biāo)法。電感器的參數(shù)標(biāo)注方法說(shuō)明見(jiàn)表1。

表1　電感器的參數(shù)標(biāo)注方法說(shuō)明

03 性 質(zhì)

電感器的主要性質(zhì)有“通直阻交”和“阻礙變化的電流”。

（1）電感器“通直阻交”性質(zhì)

電感器的“通直阻交”是指電感器對(duì)通過(guò)的直流信號(hào)阻礙很小，直流信號(hào)可以很容易通過(guò)電感器，而交流信號(hào)通過(guò)時(shí)會(huì)受到較大的阻礙。

電感器對(duì)通過(guò)的交流信號(hào)有較大的阻礙，這種阻礙稱(chēng)為感抗，感抗用XL表示，感抗的單位是歐姆（Ω）。電感器的感抗大小與自身的電感量和交流信號(hào)的頻率有關(guān)，感抗大小可以用以下公式計(jì)算：

式中，XL表示感抗，單位為Ω；f表示交流信號(hào)的頻率，單位為Hz；L表示電感器的電感量，單位為H。

由上式可以看出：交流信號(hào)的頻率越高，電感器對(duì)交流信號(hào)的感抗越大；電感器的電感量越大，對(duì)交流信號(hào)感抗也越大。

舉例：在圖2所示的電路中，交流信號(hào)的頻率為50Hz，電感器的電感量為200mH，那么電感器對(duì)交流信號(hào)的感抗就為：

圖2　感抗計(jì)算例圖

（2）電感器“阻礙變化的電流”性質(zhì)

當(dāng)變化的電流流過(guò)電感器時(shí)，電感器會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙變化的電流。下面以圖3所示的兩個(gè)電路來(lái)說(shuō)明電感器這個(gè)性質(zhì)。

圖3　電感器“阻礙變化的電流”說(shuō)明圖

電感器“阻礙變化的電流”性質(zhì)說(shuō)明

在圖3（a）中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)燈泡不是馬上亮起來(lái)，而是慢慢亮起來(lái)。這是因?yàn)楫?dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，有電流流過(guò)電感器，這是一個(gè)增大的電流（從無(wú)到有），電感器馬上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙電流增大，其極性是A正B負(fù)，該電動(dòng)勢(shì)使A點(diǎn)電位上升，電流從A點(diǎn)流入較困難，也就是說(shuō)電感器產(chǎn)生的這種電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流有阻礙作用。由于電感器產(chǎn)生A正B負(fù)自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙，流過(guò)電感器的電流不能一下子增大，而是慢慢增大，所以燈泡慢慢變亮，當(dāng)電流不再增大（即電流大小恒定）時(shí)，電感器上的電動(dòng)勢(shì)消失，燈泡亮度也就不變了。

如果將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，如圖3（b）所示，會(huì)發(fā)現(xiàn)燈泡不是馬上熄滅，而是慢慢暗下來(lái)。這是因?yàn)楫?dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，流過(guò)電感器的電流突然變?yōu)?，也就是說(shuō)流過(guò)電感器的電流突然變小（從有到無(wú)），電感器馬上產(chǎn)生A負(fù)B正的自感電動(dòng)勢(shì)，由于電感器、燈泡和電阻器R連接成閉合回路，電感器的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生電流流過(guò)燈泡，電流方向是：電感器B正→燈泡→電阻器R→電感器A負(fù)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，該電流維持燈泡繼續(xù)發(fā)光，隨著電感器上的電動(dòng)勢(shì)逐漸降低，流過(guò)燈泡的電流慢慢減小，燈泡也就慢慢變暗。

從上面的電路分析可知，只要流過(guò)電感器的電流發(fā)生變化（不管是增大還是減?。姼衅鞫紩?huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙電流的變化。?

電感器“阻礙變化的電流”性質(zhì)非常重要，在以后的電路分析中經(jīng)常要用到該性質(zhì)。為了讓大家能更透徹理解電感器這個(gè)性質(zhì)，再來(lái)看圖4中兩個(gè)例子。

圖4　電感器性質(zhì)解釋圖

在圖4（a）中，流過(guò)電感器的電流是逐漸增大的，電感器會(huì)產(chǎn)生A正B負(fù)的電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大（可理解為A點(diǎn)為正，A點(diǎn)電位升高，電流通過(guò)較困難）；在圖（b）中，流過(guò)電感器的電流是逐漸減小的，電感器會(huì)產(chǎn)生A負(fù)B正的電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減?。衫斫鉃锳點(diǎn)為負(fù)時(shí)，A點(diǎn)電位低，吸引電流流過(guò)來(lái)，阻礙它減?。?。

04  種 類(lèi)

電感器種類(lèi)較多，下面主要介紹幾種典型的電感器。

（1）可調(diào)電感器

可調(diào)電感器是指電感量可以調(diào)節(jié)的電感器。可調(diào)電感器的電路符號(hào)和實(shí)物外形如圖5所示。

圖5　可調(diào)電感器

可調(diào)電感器是通過(guò)調(diào)節(jié)磁芯在線(xiàn)圈中的位置來(lái)改變電感量，磁芯進(jìn)入線(xiàn)圈內(nèi)部越多，電感器的電感量越大。如果電感器沒(méi)有磁芯，可以通過(guò)減少或增多線(xiàn)圈的匝數(shù)來(lái)降低或提高電感器的電感量，另外，改變線(xiàn)圈之間的疏密程度也能調(diào)節(jié)電感量。

（2）高頻扼流圈

高頻扼流圈又稱(chēng)高頻阻流圈，它是一種電感量很小的電感器，常用在高頻電路中，其電路符號(hào)如圖6（a）所示。

圖6　高頻扼流圈

高頻扼流圈又分為空芯和磁芯，空芯高頻扼流圈多用較粗銅線(xiàn)或鍍銀銅線(xiàn)繞制而成，可以通過(guò)改變?cè)褦?shù)或匝距來(lái)改變電感量；磁芯高頻扼流圈用銅線(xiàn)在磁芯材料上繞制一定的匝數(shù)構(gòu)成，其電感量可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁芯在線(xiàn)圈中的位置來(lái)改變。

高頻扼流圈在電路中的作用是“阻高頻，通低頻”。如圖6（b）所示，當(dāng)高頻扼流圈輸入高、低頻信號(hào)和直流信號(hào)時(shí)，高頻信號(hào)不能通過(guò)，只有低頻和直流信號(hào)能通過(guò)。

（3）低頻扼流圈

低頻扼流圈又稱(chēng)低頻阻流圈，是一種電感量很大的電感器，常用在低頻電路（如音頻電路和電源濾波電路）中，其電路符號(hào)如圖7（a）所示。

圖7　低頻扼流圈

低頻扼流圈是用較細(xì)的漆包線(xiàn)在鐵芯（硅鋼片）或銅芯上繞制很多匝數(shù)制成的。低頻扼流圈在電路中的作用是“通直流，阻低頻”。如圖7（b）所示，當(dāng)?shù)皖l扼流圈輸入高、低頻和直流時(shí)，高、低頻信號(hào)均不能通過(guò)，只有直流信號(hào)才能通過(guò)。

（4）色碼電感器

色碼電感器是一種高頻電感線(xiàn)圈，它是在磁芯上繞上一定匝數(shù)的漆包線(xiàn)，再用環(huán)氧樹(shù)脂或塑料封裝而制成的。色碼電感器的工作頻率范圍一般在10kHz～200MHz之間，電感量在0.1～3300µH范圍內(nèi)。色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標(biāo)注與識(shí)讀方法與色環(huán)電阻器相同，但色碼電感器的電感量單位為µH。

05 選用電感器選用注意事項(xiàng)

在選用電感器時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)。

① 選用電感器的電感量必須與電路要求一致，額定電流選大一些不會(huì)影響電路。

② 選用電感器的工作頻率要適合電路。低頻電路一般選用硅鋼片鐵芯或鐵氧體磁芯的電感器，而高頻電路一般選用高頻鐵氧體磁芯或空芯的電感器。

③ 對(duì)于不同的電路，應(yīng)該選用相應(yīng)性能的電感器，在檢修電路時(shí)，如果遇到損壞的電感器，并且該電感器功能比較特殊，通常需要用同型號(hào)的電感器更換。

④ 在更換電感器時(shí)，不能隨意改變電感器的線(xiàn)圈匝數(shù)、間距和形狀等，以免電感器的電感量發(fā)生變化。

⑤ 對(duì)于可調(diào)電感器，為了讓它在電路中達(dá)到較好的效果，可將電感器接在電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)時(shí)可借助專(zhuān)門(mén)的儀器，也可以根據(jù)實(shí)際情況憑直覺(jué)調(diào)節(jié)，如調(diào)節(jié)電視機(jī)中與圖像處理有關(guān)的電感器時(shí)，可一邊調(diào)節(jié)電感器磁芯，一般觀察畫(huà)面質(zhì)量，質(zhì)量最佳時(shí)調(diào)節(jié)就最準(zhǔn)確。

⑥ 對(duì)于色碼電感器或小型固定電感器，當(dāng)電感量相同、額定電流相同時(shí)，一般可以代換。

⑦ 對(duì)于有屏蔽罩的電感器，在使用時(shí)需要將屏蔽罩與電路地連接，以提高電感器的抗干擾性。?