電感線(xiàn)圈參數(shù)
(一)電感量
電感量也稱(chēng)自感系數(shù),是表示電感器產(chǎn)生自感應(yīng)能力的一個(gè)物理量?! ?/p>
? ? ?電感器電感量的大小,主要取決于線(xiàn)圈的圈數(shù)(匝數(shù))、繞制方式、有無(wú)磁心及磁心的材料等等。通常,線(xiàn)圈圈數(shù)越多、繞制的線(xiàn)圈越密集,電感量就越大。有磁心的線(xiàn)圈比無(wú)磁心的線(xiàn)圈電感量大;磁心導(dǎo)磁率越大的線(xiàn)圈,電感量也越大?! ?/p>
? ? ? 電感量的基本單位是亨利(簡(jiǎn)稱(chēng)亨),用字母“H”表示。常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(μH),它們之間的關(guān)系是: 1H=1000mH 1mH=1000μH
? ? (二)允許偏差
? ? ?允許偏差是指電感器上標(biāo)稱(chēng)的電感量與實(shí)際電感的允許誤差值?!?/p>
一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高,允許偏差為±0.2[%]~±0.5[%];而用于耦合、高頻阻流等線(xiàn)圈的精度要求不高;允許偏差為±10[%]~15[%]?!?/p>
? ?(三)品質(zhì)因數(shù)
品質(zhì)因數(shù)也稱(chēng)Q值或優(yōu)值,是衡量電感器質(zhì)量的主要參數(shù)。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時(shí),所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高,其損耗越小,效率越高。
電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的直流電阻、線(xiàn)圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān)。
? ?(四)分布電容
分布電容是指線(xiàn)圈的匝與匝之間、線(xiàn)圈與磁心之間存在的電容。電感器的分布電容越小,其穩(wěn)定性越好?!?/p>
(五)額定電流
? ? ? ?額定電流是指電感器有正常工作時(shí)反允許通過(guò)的最大電流值。若工作電流超過(guò)額定電流,則電感器就會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變,甚至還會(huì)因過(guò)流而燒毀。電感線(xiàn)圈原理
? ?電感是導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)通過(guò)交流電流時(shí),在導(dǎo)線(xiàn)的內(nèi)部及其周?chē)a(chǎn)生交變磁通,導(dǎo)線(xiàn)的磁通量與生產(chǎn)此磁通的電流之比。
當(dāng)電感中通過(guò)直流電流時(shí),其周?chē)怀尸F(xiàn)固定的磁力線(xiàn),不隨時(shí)間而變化;可是當(dāng)在線(xiàn)圈中通過(guò)交流電流時(shí),其周?chē)鷮⒊尸F(xiàn)出隨時(shí)間而變化的磁力線(xiàn)。根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律---磁生電來(lái)分析,變化的磁力線(xiàn)在線(xiàn)圈兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),此感應(yīng)電勢(shì)相當(dāng)于一個(gè)“新電源”。當(dāng)形成閉合回路時(shí),此感應(yīng)電勢(shì)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流。由楞次定律知道感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁力線(xiàn)總量要力圖阻止原來(lái)磁力線(xiàn)的變化的。由于原來(lái)磁力線(xiàn)變化來(lái)源于外加交變電源的變化,故從客觀效果看,電感線(xiàn)圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線(xiàn)圈有與力學(xué)中的慣性相類(lèi)似的特性,在電學(xué)上取名為“自感應(yīng)”,通常在拉開(kāi)閘刀開(kāi)關(guān)或接通閘刀開(kāi)關(guān)的瞬間,會(huì)發(fā)生火花,這就是自感現(xiàn)象產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢(shì)所造成的?!?/p>
總之,當(dāng)電感線(xiàn)圈接到交流電源上時(shí),線(xiàn)圈內(nèi)部的磁力線(xiàn)將隨電流的交變而時(shí)刻在變化著,致使線(xiàn)圈不斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)。這種因線(xiàn)圈本身電流的變化而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) ,稱(chēng)為“自感電動(dòng)勢(shì)”。
由此可見(jiàn),電感量只是一個(gè)與線(xiàn)圈的圈數(shù)、大小形狀和介質(zhì)有關(guān)的一個(gè)參量,它是電感線(xiàn)圈慣性的量度而與外加電流無(wú)關(guān)。電感線(xiàn)圈的檢測(cè) 在選擇和使用電感線(xiàn)圈時(shí),首先要想到線(xiàn)圈的檢查測(cè)量,而后去判斷線(xiàn)圈的質(zhì)量好壞和優(yōu)劣。欲準(zhǔn)確檢測(cè)電感線(xiàn)圈的電感量和品質(zhì)因數(shù)Q,一般均需要專(zhuān)門(mén)儀器,而且測(cè)試方法較為復(fù)雜。在實(shí)際工作中,一般不進(jìn)行這種檢測(cè),僅進(jìn)行線(xiàn)圈的通斷檢查和Q值的大小判斷。可先利用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量線(xiàn)圈的直流電阻,再與原確定的阻值或標(biāo)稱(chēng)阻值相比較,如果所測(cè)阻值比原確定阻值或標(biāo)稱(chēng)阻值增大許多,甚至指針不動(dòng)(阻值趨向無(wú)窮大X??膳袛嗑€(xiàn)圈斷線(xiàn);若所測(cè)阻值極小,則判定是嚴(yán)重短路萬(wàn)果局部短路是很難比較出來(lái)人這兩種情況出現(xiàn),可以判定此線(xiàn)圈是壞的,不能用。如果檢測(cè)電阻與原確定的或標(biāo)稱(chēng)阻值相差不大,可判定此線(xiàn)圈是好的。此種情況,我們就可以根據(jù)以下幾種情況,去判斷線(xiàn)圈的質(zhì)量即Q值的大小。線(xiàn)圈的電感量相同時(shí),其直流電阻越小,Q值越高;所用導(dǎo)線(xiàn)的直徑越大,其Q值越大;若采用多股線(xiàn)繞制時(shí),導(dǎo)線(xiàn)的股數(shù)越多,Q值越高;線(xiàn)圈骨架(或鐵芯)所用材料的損耗越小,其Q值越高。例如,高硅硅鋼片做鐵芯時(shí),其Q值較用普通硅鋼片做鐵芯時(shí)高;線(xiàn)圈分布電容和漏磁越小,其Q值越高。例如,蜂房式繞法的線(xiàn)圈,其Q值較平繞時(shí)為高,比亂繞時(shí)也高;線(xiàn)圈無(wú)屏蔽罩,安裝位置周?chē)鸁o(wú)金屬構(gòu)件時(shí),其Q值較高,相反,則Q值較低。屏蔽罩或金屬構(gòu)件離線(xiàn)圈越近,其Q值降低越嚴(yán)重;對(duì)有磁芯的高頻線(xiàn)圈,其Q值較天磁芯時(shí)為高;磁芯的損耗越小,其Q值也越高。在電源濾波器中使用的低頻阻流圈,其Q值大小并不太重要,而電感量L的大小卻對(duì)濾波效果影響較大。要注意,低頻阻流圈在使用中,多通過(guò)較大直流,為防止磁飽和,其鐵芯要求順插,使其具有較大氣隙。為防止線(xiàn)圈與鐵芯發(fā)生擊穿現(xiàn)象,二者之間的絕緣應(yīng)符合要求。所以,在使用前還應(yīng)進(jìn)行線(xiàn)圈與鐵芯之間絕緣電阻的檢測(cè)。具體方法與變壓器絕緣電阻的檢測(cè)方法相同(可參閱變壓器的檢測(cè))?!?br /> 對(duì)于高頻線(xiàn)圈電感量L由于測(cè)試起來(lái)更為麻煩,一般都根據(jù)在電路使用效果適當(dāng)調(diào)整,以確定其電感量是否合適?! ?duì)于多個(gè)繞組的線(xiàn)圈,還要用萬(wàn)用表檢測(cè)各繞組之間線(xiàn)圈是否短路;對(duì)于具有鐵芯和金屬屏蔽罩的線(xiàn)圈,要測(cè)量其繞組與鐵芯或金屬屏蔽罩之間是否短路。
提高線(xiàn)圈的Q值所采取的措施
品質(zhì)因數(shù)Q是反映線(xiàn)圈質(zhì)量的重要參數(shù),提高線(xiàn)圈的Q值,可以說(shuō)是繞制線(xiàn)圈要注意的重點(diǎn)之一。那么,如何提高繞制線(xiàn)圈的Q值呢,下面介紹具體的方法:
? ? ? (1)根據(jù)工作頻率,選用線(xiàn)圈的導(dǎo)線(xiàn)
? ? ? ? 工作于低頻段的電感線(xiàn)圈,一般采用漆包線(xiàn)等帶絕緣的導(dǎo)線(xiàn)繞制。工作頻率高于幾萬(wàn)赫,而低于2MHz的電路中,采用多股絕緣的導(dǎo)線(xiàn)繞制線(xiàn)圈,這樣,可有效地增加導(dǎo)體的表面積,從而可以克服集膚效應(yīng)的影響,使Q值比相同截面積的單根導(dǎo)線(xiàn)繞制的線(xiàn)圈高30%-50%。在頻率高于2MHz的電路中,電感線(xiàn)圈應(yīng)采用單根粗導(dǎo)線(xiàn)繞制,導(dǎo)線(xiàn)的直徑一般為0.3mm-1.5mm。采用間繞的電感線(xiàn)圈,常用鍍銀銅線(xiàn)繞制,以增加導(dǎo)線(xiàn)表面的導(dǎo)電性。這時(shí)不宜選用多股導(dǎo)線(xiàn)繞制,因?yàn)槎喙山^緣線(xiàn)在頻率很高時(shí),線(xiàn)圈絕緣介質(zhì)將引起額外的損耗,其效果反不如單根導(dǎo)線(xiàn)好。
? (2)選用優(yōu)質(zhì)的線(xiàn)圈骨架,減少介質(zhì)損耗
? ?在頻率較高的場(chǎng)合,如短波波段,因?yàn)槠胀ǖ木€(xiàn)圈骨架,其介質(zhì)損耗顯著增加,因此,應(yīng)選用高頻介質(zhì)材料,如高頻瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等作為骨架,并采用間繞法繞制。
? (3)選擇合理的線(xiàn)圈尺寸,可以減少損耗
外徑一定的單層線(xiàn)圈(φ20mm-30mm),當(dāng)繞組長(zhǎng)度 L與外徑 D的比值 L/D=0.7時(shí),其損耗最??;外徑一定的多層線(xiàn)圈L/ D=0.2-0.5,用t/D=0.25-0.1時(shí),其損耗最小。繞組厚度t、繞組長(zhǎng)度L和外徑D之間滿(mǎn)足3t+2L=D的情況下,損耗也最小。采用屏蔽罩的線(xiàn)圈,其L/D=0.8-1.2時(shí)最佳?! ?/p>
? ? ? (4)選定合理屏蔽罩的直徑
用屏蔽罩,會(huì)增加線(xiàn)圈的損耗,使Q值降低,因此屏蔽罩的尺寸不宜過(guò)小。然而屏蔽罩的尺寸過(guò)大,會(huì)增大體積,因而要選定合理屏蔽罩的直徑尺寸?!?/p>
當(dāng)屏蔽罩直徑Ds與線(xiàn)圈直徑 D之比滿(mǎn)足如下數(shù)值即 Ds/D=1.6-2.5時(shí),Q值降低不大于10%
? ? ? (5)采用磁芯可使線(xiàn)圈圈數(shù)顯著減少
線(xiàn)圈中采用磁芯,減少了線(xiàn)圈的圈數(shù),不僅減小線(xiàn)圈的電阻值,有利Q值的提高,而且縮小了線(xiàn)圈的體積?! ?/p>
? ? ? (6)線(xiàn)圈直徑適當(dāng)選大些,利于減小損耗
在可能的條件下,線(xiàn)圈直徑選得大一些,體積增大了一些,有利于減小線(xiàn)圈的損耗。一般接收機(jī),單層線(xiàn)圈直徑取12mm-30mm;多層線(xiàn)圈取6mm-13mm,但從體積考慮,也不宜超過(guò)20mm-25mm的范圍。
(7)減小繞制線(xiàn)圈的分布電容
盡量采用無(wú)骨架方式繞制線(xiàn)圈,或者繞制在凸筋式骨架上的線(xiàn)圈,能減小分布電容15%-20%;分段繞法能減小多層線(xiàn)圈的分布電容的1/3~l/2。對(duì)于多層線(xiàn)圈來(lái)說(shuō),直徑D越小,繞組長(zhǎng)度L越小或繞組厚度t越大,則分布電容越小。應(yīng)當(dāng)指出的是:經(jīng)過(guò)漫漬和封涂后的線(xiàn)圈,其分布電容將增大20%-30%。
總之,繞制線(xiàn)圈,始終把提高Q值,降低損耗,作為考慮的重點(diǎn)。
線(xiàn)圈使用、安裝要注意的問(wèn)題
任何電子設(shè)備中的電子元器件安裝板,都是經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員根據(jù)使用的各種元器件的性能特點(diǎn),精心安排、全面布局、合理設(shè)計(jì)出來(lái)的。作為線(xiàn)圈的使用安裝者,注意如下的幾個(gè)問(wèn)題就可以了?! 。?)線(xiàn)圈的安裝位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求 線(xiàn)圈的裝配位置與其他各種元器的相對(duì)位置要符合設(shè)計(jì)的規(guī)定,否則將會(huì)影響整機(jī)的正常工作。例如,簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體收音機(jī)中的高頻阻流圈與磁性天線(xiàn)的位置要適當(dāng)安排合理;天線(xiàn)線(xiàn)圈與振蕩線(xiàn)圈應(yīng)相互垂直,這就避免了相互耦合的影響?!?/p>
? (2)線(xiàn)圈在安裝前,要進(jìn)行外觀檢查
使用前,應(yīng)檢查線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)是否牢固,線(xiàn)匝是否有松動(dòng)和松脫現(xiàn)象,引線(xiàn)接點(diǎn)有無(wú)松動(dòng),磁芯旋轉(zhuǎn)是否靈活,有無(wú)滑扣等。這些方面都檢查合格后,再進(jìn)行安裝?! ?/p>
? ? ?(3)線(xiàn)圈在使用過(guò)程需要微調(diào)的,應(yīng)考慮微調(diào)方法
有些線(xiàn)圈在使用過(guò)程中,需要進(jìn)行微調(diào),依靠改變線(xiàn)圈圈數(shù)又很不方便,因此,選用時(shí)應(yīng)考慮到微調(diào)的方法。例如單層線(xiàn)圈可采用移開(kāi)靠端點(diǎn)的數(shù)困線(xiàn)圈的方法,即預(yù)先在線(xiàn)圈的一端繞上3圈~4圈,在微調(diào)時(shí),移動(dòng)其位置就可以改變電感量。實(shí)踐證明,這種調(diào)節(jié)方法可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)±2%-±3%的電感量。應(yīng)用在短波和超短波回路中的線(xiàn)圈,常留出半圈作為微調(diào),移開(kāi)或折轉(zhuǎn)這半圈使電感量發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)微調(diào)。多層分段線(xiàn)圈的微調(diào),可以移動(dòng)一個(gè)分段的相對(duì)距離來(lái)實(shí)現(xiàn),可移動(dòng)分段的圈數(shù)應(yīng)為總?cè)?shù)的20%-30%。實(shí)踐證明:這種微調(diào)范圍可達(dá)10%-15%。具有磁芯的線(xiàn)圈,可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁芯在線(xiàn)圈管中的位置,實(shí)現(xiàn)線(xiàn)圈電感量的微調(diào)?!?/p>
?(4)使用線(xiàn)圈應(yīng)注意保持原線(xiàn)圈的電感量
? ? ? ?線(xiàn)圈在使用中,不要隨便改變線(xiàn)圈的形狀。大小和線(xiàn)圈間的距離,否則會(huì)影響線(xiàn)圈原來(lái)的電感量。尤其是頻率越高,即圈數(shù)越少的線(xiàn)圈。所以,目前在電視機(jī)中采用的高頻線(xiàn)圈,一般用高頻蠟或其他介質(zhì)材料進(jìn)行密封固定。另外,應(yīng)注意在維修中,不要隨意改變或調(diào)整原線(xiàn)圈的位置,以免導(dǎo)致失諧故障。
?(5)可調(diào)線(xiàn)圈的安裝應(yīng)便于調(diào)整
? ? 可調(diào)線(xiàn)圈應(yīng)安裝在機(jī)器的易于調(diào)節(jié)的位置,以便于調(diào)整線(xiàn)圈的電感量達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。
評(píng)論