深入了解电感:从本质到分类的全面解析
2024-07-24 09:08:23发布 浏览52次 信息编号:79941
友情提醒:凡是以各种理由向你收取费用,均有骗子嫌疑,请提高警惕,不要轻易支付。
深入了解电感:从本质到分类的全面解析
1.电感的性质
我们通常所说的电感,就是指电感器件,它是一种用绝缘导线(如漆包线、砂包线等)绕制而成的电磁感应元件。
在电路中,当电流流过导体时,就会产生电磁场,电磁场的大小除以电流的大小就是电感。
电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。当电流通过线圈时,线圈周围就会产生磁场,磁通量会穿过线圈。供给线圈的功率越大,磁场越强,穿过线圈的磁通量也越大。实验证明,穿过线圈的磁通量与供给的电流成正比,它们的比值称为自感系数,也叫电感。
1.2 电感器的分类
按电感形式分类:固定电感、可变电感。
按磁性能分类: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、蜂窝状线圈。
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、空芯线圈等。
空芯电感、磁芯电感、铜芯电感一般为中频或高频电感,而铁芯电感多为低频电感。
1.3 电感材料与工艺
电感器一般由框架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯等组成。
1)骨架:一般指绕制线圈的支撑物,通常由塑料、电木、陶瓷制成,可根据实际需要制成不同形状。小型电感一般不用骨架,而是直接把漆包线绕在磁芯上。空芯电感不用磁芯、骨架、屏蔽罩等,而是先绕在模具上再脱模,线圈之间间隔一定距离。
2)绕线:指一组具有规定功能的线圈,可以是单层,也可以是多层。单层有密集绕线和断续绕线两种形式;多层有层状平绕、散绕、蜂巢式绕线等多种类型。
3)磁芯:一般采用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体等材料,形状有“工”字形、圆柱形、帽形、“E”字形、罐形等。
铁心:主要由硅钢片、坡莫合金等制成,其形状多为“E”型。
4)屏蔽罩:用来防止某些电感器产生的磁场影响其它电路和元件的正常工作。有屏蔽罩的电感器会增加线圈的损耗,降低Q值。
5)封装材料:有些电感(如色环电感、色环电感等)在绕制好后,线圈与磁芯之间要用封装材料密封,封装材料有塑料或者环氧树脂等。
1.4 电感的主要参数
1)电感:又称自感系数,是表示电感器产生自感能力的物理量。
电感量的大小主要取决于线圈的匝数、绕制方法、有无磁芯及磁芯的材质等。一般线圈匝数越多、绕制越密,电感量就越大。有磁芯的线圈电感量大于无磁芯的线圈电感量;磁芯的磁导率越大,线圈的电感量越大。
应用的工作频率越高,电感器的尺寸就可以越小。
对于相同的阻抗值,频率越高,电感量越小
电感量越小,匝数越少,电感器的体积也越小。
电感量小,材料磁导率不需要太高
(材料的磁导率越高,越不适合在高频下工作)
2)允许偏差:指电感器的标称电感量与实际电感量之间的允许误差值。一般用于振荡或滤波电路的电感器要求精度较高,允许偏差为±0.2%~±0.5%;而用于耦合、高频扼流圈等的线圈精度要求不高,允许偏差为±10%~15%。
3)固有频率:电感器的等效电路实际上是一个电感器和电容器的并联谐振电路,其振荡频率
f0= 是固有频率。
它也定义为感抗与容抗相等时的自谐振频率。使用电感线圈时,为保证线圈电感量的稳定性,线圈的工作频率应远低于固有频率。
4)分布电容:指线圈匝间、线圈与磁芯间的电容。电感的分布电容越小,其稳定性越好。
减少分布电容的方法:
1)如果磁铁是导体,请使用介电常数低的材料
2)起始端与终止端相距较远(角度>40°)
3)尽量单层缠绕,并增加匝间距离
4)缠绕多层时,采用渐进方式,避免来回缠绕
5)直流电阻Rdc:是指设备在直流状态下测得的电阻值,表示设备内部线圈的质量。
6)阻抗Z:表示元件对流过它的给定频率的交流电流的总阻力。
7)品质因数:又称Q值,是衡量电感品质优劣的主要参数,是指电感器在一定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。
电感的Q值越高,其损耗越小,效率越高。实际应用中,Q值不仅与线圈的直流电阻有关,还包括线圈骨架的介质损耗、磁芯和屏蔽层的损耗以及高频条件下工作时的趋肤效应等。提高线圈的Q值并不是一件容易的事情。
电感器的实际应用选择必须兼顾较小的电感波动和较高的Q值。
8)额定电流Ir:指电感器正常工作时,允许通过的最大电流。 如果工作电流超过额定电流,电感器就会发热,其性能参数就会发生变化,甚至可能因过流而烧坏。
电感器故障分析
电感器故障模式:电感和其他性能超差、开路、短路
模压绕线片式电感的失效机理:
1、磁芯在加工过程中产生的机械应力较大,且未得到释放
2、铁心内有杂质或空隙,铁心材质本身不均匀,影响铁心磁场状况,造成铁心磁导率出现偏差;
3.烧结引起的烧结裂纹;
4、铜线与铜带采用浸焊连接时,线圈部分溅上锡液,使漆包线绝缘层熔化,造成短路;
5.铜线较细,与铜带连接时产生虚焊、断路故障
1. 耐焊接性
低频芯片回流焊后电感增大
提醒:请联系我时一定说明是从奢侈品修复培训上看到的!