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电感器的识别和检测方法

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:电感器的识别与检测图217电感器的直标法例如,电感的色标为棕绿黑银,则表示电感量为 15 μH,允许偏差在±10%内。电感线圈在正常工作时,允许通过的最大电流称为额定电流,也称为线圈的标称电流值。图218电感器的色标法3.常见电感器的类型小型固定电感器。多层线圈如图221所示,其电感量较大,通常大于300 μH。线圈的电感量大小与有无磁芯有关。

电感器的识别和检测方法

电感器俗称电感或电感线圈,它是由导线在绝缘骨架上(也有不用骨架的)绕制而成,也是构成电路的基本元件,在电路中有阻碍交流电通过的特性。电感器在电路中常用作扼流、变压、谐振、传送信号等。在电路中用字母“L”表示。电感器的基本单位为亨利(H),常用的还有毫亨(mH)、微亨(μH)。它们之间的换算关系是1 H = 103 mH = 106 μH。电感器的应用范围很广泛,它在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、陷波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路中都是必不可少的。

1.电感器的型号命名和分类

1)电感器的型号命名方法

电感元件的型号一般由下列四部分组成,如图2−16所示。

第一部分是主称,用字母表示,其中L代表电感线圈,ZL代表阻流圈。

第二部分是特征,用字母表示,其中G代表高频。

第三部分是型号,用字母表示,其中X代表小型。

第四部分是区别代号,用字母表示。

例如,LGX表示小型高频电感线圈。

图2−16 电感器的命名方法

2)电感线圈的标志方法

(1)直标法。直标法是在小型固定电感线圈的外壳上直接用文字符号标出其电感量、允许偏差和最大直流工作电流等主要参数。其中允许偏差常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ来表示,分别代表允许偏差为±5%、±10%、±20%,最大工作电流常用字母A、B、C、D、E等表示。

例如,固定电感线圈外壳上标有150 μH、A、Ⅱ的标志,则表明线圈的电感量为 150 μH,允许偏差为Ⅱ级(±10%),最大工作电流 50 mA(A挡),如图2−17所示。

(2)色标法。色标法是指在电感器的外壳上涂上4条不同颜色的环,来反映电感器的主要参数。前两条色环表示电感器电感量有效数字,第三条色环表示倍率(即10n),第四条色环表示允许偏差。数字与颜色的对应关系同色标电阻,单位为微亨(μH),如图 1−18 所示。

电感器的识别与检测

图2−17 电感器的直标法

例如,电感的色标为棕绿黑银,则表示电感量为 15 μH,允许偏差在±10%内。

3)电感器的分类

由于电感器的用途、工作频率、功率、工作环境不同,对电感器的基本参数和结构就有不同的要求,导致电感器类型和结构的多样化。

电感器按工作特征分成电感量固定的和电感量可变的两种类型;按磁导体性质可分成空心电感、磁芯电感和铜芯电感;按绕制方式及其结构可分成单层、多层、蜂房式、有骨架式或无骨架式电感;按工作性质可分为天线电感线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈;按用途可分为高频扼流线圈、低频扼流线圈、调谐线圈、退耦线圈、提升线圈和稳频线圈等。

2.电感器的主要特性参数

(1)标称电感量和偏差。在没有非线性导磁物质存在的条件下,一个载流线圈的磁通与线圈中电流成正比,其比例常数称为自感系数,简称电感,用L表示。标称值标记方法同电阻器、电容器一样,只是单位不同。

(2)品质因数。品质因数是表示线圈质量的一个参数,它是指线圈在某一频率的交流电压工作时,线圈所呈现的感抗和线圈的总损耗电阻之比。

在谐振回路中,线圈的Q值越高,回路的损耗就越小,效率就越高,滤波性能就越好。但Q值的提高要受到一些因素的限制,如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、屏蔽和铁芯引起的损耗以及高频工作时的集肤效应等。一般不能做得很高,通常为几十至 100,最高为400~500。

(3)固有电容和直流电阻。线圈的匝与匝之间、线圈与地之间、线圈与屏蔽盒之间、多层绕组的层与层之间均存在分布电容。一个实际的电感器可等效为一个电感和一个电阻串联,再与一个电容并联的形式。

线圈的固有电容越小越好。可通过减小线圈骨架的直径,采用细导线绕制或采用间绕法、蜂房式绕法等措施减小。

(4)额定电流。电感线圈在正常工作时,允许通过的最大电流称为额定电流,也称为线圈的标称电流值。当工作电流大于额定电流时,线圈就会发热,甚至被烧坏。

(5)稳定性。稳定性表示线圈参数随外界条件变化而改变的程度,通常用电感温度系数和不稳定系数两个量来衡量,它们越大,表示稳定性越差。

图2−18 电感器的色标法

3.常见电感器的类型

(1)小型固定电感器。有卧式和立式两种,其电感量一般为0.1~3 000 μH,允许误差分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三挡,即±5%、±10%、±20%,工作频率在10 kHz~200 MHz之间。其电流等级分别用A、B、C、D、E表示(即分别表示工作电流不小于50 mA、150 mA、300 mA、700 mA、1 600 mA)。具有体积小、质量轻、结构牢固、耐振动、耐冲击、防潮性好、安装方便等优点,因而广泛用于收录机、电视机等电子设备中,一般用于滤波、扼流、延迟、振荡、陷波等电子线路中。

(2)平面电感。平面电感是在陶瓷或微晶玻璃基片上沉积金属导线而成,主要采用真空蒸发、光刻电镀塑料包封等工艺。平面电感在稳定性、精度、可靠性方面较好,可用于几十MHz到几百MHz的高频电路中。

(3)单层线圈。单层线圈的电感量较小,约在几个微亨至几十微亨之间。单层线圈通常使用在高频电路中。为了提高线圈的Q值,单层线圈的骨架常使用介质损耗小的陶瓷和聚苯乙烯材料制作,如图2−19所示。

单层线圈的绕制又可分为密绕和间绕,如图2−20所示。密绕匝间电容较大,使Q值和稳定性有所降低。间绕虽然高Q(150~400)和高稳定性,但电感量不能做得很大。

图2−19 单层线圈

图2−20 单层线圈的密绕与间绕

(4)多层线圈。多层线圈如图2−21所示,其电感量较大,通常大于300 μH。多层线圈的缺点就在于固有电容较大,因为匝与匝、层与层之间都存在分布电容。同时,线圈层与层之间的电压相差较大,当线圈两端具有较高电压时,易发生跳火、绝缘击穿等。

(5)蜂房线圈。多层线圈的缺点之一就是分布电容较大。采用蜂房绕制方法,可以减少线圈的固有电容。蜂房式就是将被绕制的导线以一定的偏转角(为19°~26°)在骨架上缠绕,如图2−22所示。通常缠绕是由自动或半自动的蜂房式绕线机进行的。

图2−21 多层线圈

图2−22 蜂房线圈

(6)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。在空心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数。加装磁芯后还可以减小线圈的体积,减少损耗和分布电容,如图2−23所示。

图2−23 磁芯线圈

(7)可变电感线圈。在有些场合需对电感量进行调节,用以改变谐振频率或电路耦合的松紧。当需要电感值均匀改变时,可采用3种方法:① 在线圈中插入磁芯或铁芯;② 在线圈上安装一滑动的触点;③ 将两个线圈串联,均匀改变两线圈之间的相对位置,以达到互感量的变化,从而使线圈的总电感量随之变化。可变电感线圈的符号如图2−24所示。(www.daowen.com)

(8)扼流圈(阻流圈)。扼流圈分高频扼流圈和低频扼流圈。低频扼流圈用于电源和音频滤波。它通常有很大的电感,可达几个亨到几十亨,因而对于交变电流具有很大的阻抗。扼流圈只有一个绕组,在绕组中对插硅钢片组成铁芯,硅钢片中留有气隙,以减少磁饱和,如图 2−25 所示。

图2−24 可变电感线圈符号

图2−25 扼流圈

4.电感器的检测

万用表可以大致判断电感器的好坏,即用万用表测量电感器的阻值。将万用表置于R × 1 Ω 挡,测得的直流电阻为零或很小(零点几欧到几欧),说明电感器未断;当测量的线圈电阻为无穷大时,表明线圈内部或引出线已经断开。在测量时要将线圈与外电路断开,以免外电路对线圈的并联作用造成错误的判断。如果用万用表测得线圈的电阻远小于标称阻值,说明线圈内部有短路现象。

用数字万用表也可以对电感器进行通断测试。将数字万用表的量程开关拨到“通断蜂鸣”符号处,用红、黑表笔接触电感器的两端,如果阻值较小,表内蜂鸣器就会鸣叫,表明该电感器可以正常使用。

5.变压器

变压器也是一种电感器,它是由初级线圈、次级线圈、铁芯或磁芯等组成,利用两个电感线圈在靠近时产生的互感应现象进行工作。在电子电路中变压器常作为电压变换器、阻抗变换器等。变压器的文字符号为“T”。

1)变压器的分类

(1)按导磁材料分类,变压器可分为硅钢片变压器、低频磁芯变压器、高频磁芯变压器3种。

(2)按用途分类,变压器可分为电源变压器和隔离变压器、调压变压器、输入输出变压器、脉冲变压器4种。

(3)按工作频率分类,变压器可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器三大类。

低频变压器又可分为电源变压器、输入输出变压器、线间变压器、用户变压器和耦合变压器等。

中频变压器又可分为收音机中频变压器、电视机中频变压器等。

高频变压器又可分为天线线圈、天线阻抗变换器和脉冲变压器等。

2)变压器的型号命名

(1)变压器的型号命名方法。变压器型号的命名方法由三部分组成:第一部分是主称,用字母表示;第二部分是功率,用数字表示,计量单位用伏安(VA)或瓦(W)表示,但RB型变压器除外;第三部分是序号,用数字表示。其主称部分字母表示的意义见表2−11。

表2−11 变压器主称字母及意义

(2)中频变压器的型号命名方法。中频变压器的型号由三部分组成:第一部分为主称,用字母表示;第二部分为外形尺寸,用数字表示;第三部分为级数,用数字表示。各部分字母和数字所表示的意义见表2−12。

表2−12 中频变压器型号各部分所表示的意义

3)变压器的主要特征参数

(1)变压比。变压比又称为变阻比、圈数比。它是指变压器的初级线圈的电压(阻抗)与次级线圈的电压(阻抗)之比。定义为

n≥1,则该变压器称为降压变压器。

n≤1,则该变压器称为升压变压器。

(2)额定功率。变压器在特定频率和电压条件下,能长时间连续稳定地工作,而未超过规定温升的输出功率称为额定功率。单位为W或kW。常用电子产品中变压器的额定功率一般为几百瓦。

(3)效率。变压器输出功率与输入功率之比称为效率,常用百分数表示。其大小与设计参数、材料、工艺及功率有关。对于20 W以下的变压器,其效率为70%~80%。对于100 W以上的变压器,其效率可大于95%。

(4)空载电流。空载电流是指变压器在工作电压下次级空载时初级线圈流过的电流。空载电流越大,变压器的损耗越大,效率越低。

(5)绝缘电阻和抗电强度。它产生于变压器线圈之间、线圈与铁芯之间以及引线之间。小型电源变压器绝缘电阻要求不小于500 MΩ,抗电强度应大于2 000 V。

4)常用变压器

(1)低频变压器。低频变压器可分为音频变压器与电源变压器两种,在电路中又可以分为输入变压器、输出变压器、级间耦合变压器、推动变压器及线间变压器等。

① 音频输入、输出变压器。音频变压器在放大电路中的主要作用是耦合、倒相、阻抗匹配等。要求音频变压器频率特性好、漏感小、分布电容小。

输入变压器是接在晶体管放大器的低放和功放之间的耦合变压器;输出变压器是接在放大器输出端和负载端(扬声器等)的变压器。输入、输出变压器有标记,包有绿色纸的表示输入,包有红色纸的表示输出。

当产品上无标记时,应根据输入、输出变压器直流电阻的不同来判断。输出变压器次级的两根引线最粗,直流电阻最小。输入变压器次级的两根引线直流电阻最大。

② 电源变压器。即将工频市电(交流220 V)转换为各种额定功率和额定电压的变压器,如图2−26所示。电源变压器均是由铁芯、线圈等组成。

图2−26 电源变压器

(2)中频变压器。中频变压器又称中周,是超外差式无线电接收设备中的主要元器件之一。广泛用于调幅、调频收音机以及电视接收机、通信接收机等电子设备中。适用范围从几千赫兹至几十兆赫兹,如图2−27所示。

图2−27 中频变压器

(3)高频变压器。高频变压器即高频线圈,通常是指工作于射频范围的变压器。收音机的磁性天线是将线圈绕制在磁棒上,并和一只可变电容器组成调谐回路,如图2−28所示。磁棒一般由铁氧体制成,磁棒的长度对收音机的灵敏度影响较大,磁棒越长,灵敏度越高。

5)变压器的质量检测

变压器的质量检测首先从两方面考虑,即开路和短路。开路检查用万用表欧姆挡很容易完成,可将万用表置于R × 1挡,分别测量变压器各绕组的阻值,一般初级绕组的阻值大约为几十欧到几百欧。变压器功率越大,使用的导线越粗,阻值越小;变压器功率越小,使用的导线越细,阻值越大。次级绕组由于绕制匝数少,绕组阻值大约为几欧到几十欧。如果测量中电阻为零,说明此绕组有短路现象;阻值无穷大,说明有开路故障。但需要注意的是,测试时应切断变压器与其他元器件的连接。另外,变压器各绕组之间以及绕组和铁芯之间的绝缘电阻应为无穷大。

图2−28 高频线圈

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