電感線圈基礎知識詳細分析

線圈是由導線一圈靠一圈地繞在絕緣管上，導線彼此互相絕緣，而絕緣管可以是空心的，也可以包含鐵芯或磁粉芯。線圈的電感用L表示，單位有亨利（H）、毫亨利 （mH）、微亨利（μH），1H=10^3mH=10^6μH。

電感線圈是利用電磁感應的原理進行工作的器件。當有電流流過一根導線時，就會在這根導線的周圍產生一定的電磁場，而這個電磁場的導線本身又會對處在這個電磁場范圍內的導線發生感應作用。對產生電磁場的導線本身發生的作用，叫做“自感”，即導線自己產生的變化電流產生變化磁場，這個磁場又進一步影響了導線中的電流；對處在這個電磁場范圍的其他導線產生的作用，叫做“互感”。

電感線圈的電特性和電容器相反，“通低頻，阻高頻”。高頻信號通過電感線圈時會遇到很大的阻力，很難通過；而對低頻信號通過它時所呈現的阻力則比較小，即低頻信號可以較容易的通過它。電感線圈對直流電的電阻幾乎為零。

電阻，電容和電感，他們對于電路中電信號的流動都會呈現一定的阻力，這種阻力我們稱之為“阻抗”。電感線圈對電流信號所呈現的阻抗利用的是線圈的自感。電感線圈有時我們把它簡稱為“電感”或“線圈”，用字母“L”表示。繞制電感線圈時，所繞的線圈的圈數我們一般把它稱為線圈的“匝數”。

主要性能指標

電感線圈的性能指標主要就是電感量的大小。另外，繞制電感線圈的導線一般來說總具有一定的電阻，通常這個電阻是很小的，可以忽略不記。但當在一些電路中流過的電流很大時線圈的這個很小的電阻就不能忽略了，因為很大的電流會在這個線圈上消耗功率，引起線圈發熱甚至燒壞，所以有些時候還要考慮線圈能承受的電功率。

電感量

電感量L表示線圈本身固有特性，與電流大小無關。除專門的電感線圈（色碼電感）外，電感量一般不專門標注在線圈上，而以特定的名稱標注。電感量也稱自感系數，是表示電感器產生自感應能力的一個物理量。電感器電感量的大小，主要取決于線圈的圈數（匝數）、繞制方式、有無磁心及磁心的材料等等。通常，線圈圈數越多、繞制的線圈越密集，電感量就越大。有磁心的線圈比無磁心的線圈電感量大；磁心導磁率越大的線圈，電感量也越大。

電感量的基本單位是亨利（簡稱亨），用字母“H”表示。常用的單位還有毫亨（mH）和微亨（μH），它們之間的關系是：

1H=1000mH

1mH=1000μH

感抗

電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL，單位是歐姆，符號Ω。它與電感量L和交流電頻率f的關系為XL=2πfL

品質因素

品質因素Q是表示線圈質量的一個物理量，Q為感抗XL與其等效的電阻的比值，即：Q=XL/R。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現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。線圈的Q值與導線的直流電阻，骨架的介質損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應的影響等因素有關。線圈的Q值通常為幾十到幾百。電感器品質因數的高低與線圈導線的直流電阻、線圈骨架的介質損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關。

分布電容

任何電感線圈，其匝與匝之間、層與層之間，線圈與參考地之間，線圈與磁屏蔽罩間等都存在一定的電容，這些電容稱為電感線圈的分布電容。若將這些分布電容綜合在一起，就成為一個與電感線圈并聯的等效電容C。分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩定性變差，因而線圈的分布電容越小越好。

額定電流

額定電流是指電感器有正常工作時反允許通過的最大電流值。若工作電流超過額定電流，則電感器就會因發熱而使性能參數發生改變，甚至還會因過流而燒毀。

允許偏差

允許偏差是指電感器上標稱的電感量與實際電感的允許誤差值。

一般用于振蕩或濾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、高頻阻流等線圈的精度要求不高；允許偏差為±10[%]~15[%]。

分類

在電路中常用的電感線圈的分類大致有這么幾種：

按電感形式分類：固定電感、可變電感。

按導磁體性質分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

按工作性質分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。

按繞線結構分類：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈、密繞式線圈、間繞式線圈、脫胎式線圈、蜂房式線圈、亂繞式線圈。

常用線圈

1、單層線圈

單層線圈是用絕緣導線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線線圈。

2、蜂房式線圈

如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉面平行，而是相交成一定的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉一周，導線來回彎折的次數，常稱為折點數。蜂房式繞法的優點是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機來繞制，折點越多，分布電容越小

3、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

線圈的電感量大小與有無磁芯有關。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質因素。

4、銅芯線圈

銅芯線圈在超短波范圍應用較多，利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量，這種調整比較方便、耐用。

5、色碼電感器

色碼電感器是具有固定電感量的電感器，其電感量標志方法同電阻一樣以色環來標記。

6、阻流圈（扼流圈）

限制交流電通過的線圈稱阻流圈，分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

7、偏轉線圈

偏轉線圈是電視機掃描電路輸出級的負載，偏轉線圈要求：偏轉靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價格低。

作用

阻流作用

電感線圈線圈中的自感電動勢總是與線圈中的電流變化抗衡。電感線圈對交流電流有阻礙作用，阻礙作用的大小稱感抗xl，單位是歐姆。它與電感量l和交流電頻率f的關系為xl=2πfl，電感器主要可分為高頻阻流線圈及低頻阻流線圈。

調諧與選頻作用

電感線圈與電容器并聯可組成lc調諧電路。即電路的固有振蕩頻率f0與非交流信號的頻率f相等，則回路的感抗與容抗也相等，于是電磁能量就在電感、電容來回振蕩，這lc回路的諧振現象。諧振時電路的感抗與容抗等值又反向，回路總電流的感抗最小，電流量最大（指 f=“f0”的交流信號），lc諧振電路具有選擇頻率的作用，能將某一頻率f的交流信號選擇出來。

檢測

（1）在選擇和使用電感線圈時，首先要想到線圈的檢查測量，而后去判斷線圈的質量好壞和優劣。欲準確檢測電感線圈的電感量和品質因數Q，一般均需要專門儀器，而且測試方法較為復雜。在實際工作中，一般不進行這種檢測，僅進行線圈的通斷檢查和Q值的大小判斷。 [1] 可先利用萬用表電阻檔測量線圈的直流電阻，再與原確定的阻值或標稱阻值相比較，如果所測阻值比原確定阻值或標稱阻值增大許多，甚至指針不動（阻值趨向無窮大X）可判斷線圈斷線；若所測阻值極小，則判定是嚴重短路或者局部短路是很難比較出來。這兩種情況出現，可以判定此線圈是壞的，不能用。如果檢測電阻與原確定的或標稱阻值相差不大，可判定此線圈是好的。此種情況，我們就可以根據以下幾種情況，去判斷線圈的質量即Q值的大小。線圈的電感量相同時，其直流電阻越小，Q值越高；所用導線的直徑越大，其Q值越大；若采用多股線繞制時，導線的股數越多，Q值越高；線圈骨架（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，其Q值較用普通硅鋼片做鐵芯時高；線圈分布電容和漏磁越小，其Q值越高。例如，蜂房式繞法的線圈，其Q值較平繞時為高，比亂繞時也高；線圈無屏蔽罩，安裝位置周圍無金屬構件時，其Q值較高，相反，則Q值較低。屏蔽罩或金屬構件離線圈越近，其Q值降低越嚴重；對有磁芯的的位置要適當安排合理；天線線圈與振蕩線圈應相互垂直，這就避免了相互耦合的影響。

（2）線圈在安裝前，要進行外觀檢查

使用前，應檢查線圈的結構是否牢固，線匝是否有松動和松脫現象，引線接點有無松動，磁芯旋轉是否靈活，有無滑扣等。這些方面都檢查合格后，再進行安裝。

（3）線圈在使用過程需要微調的，應考慮微調方法

有些線圈在使用過程中，需要進行微調，依靠改變線圈圈數又很不方便，因此，選用時應考慮到微調的方法。例如單層線圈可采用移開靠端點的數困線圈的方法，即預先在線圈的一端繞上3圈～4圈，在微調時，移動其位置就可以改變電感量。實踐證明，這種調節方法可以實現微調±2%－±3%的電感量。應用在短波和超短波回路中的線圈，常留出半圈作為微調，移開或折轉這半圈使電感量發生變化，實現微調。多層分段線圈的微調，可以移動一個分段的相對距離來實現，可移動分段的圈數應為總圈數的20%－30%。實踐證明：這種微調范圍可達10%－15%。具有磁芯的線圈，可以通過調節磁芯在線圈管中的位置，實現線圈電感量的微調。

（4）使用線圈應注意保持原線圈的電感量

線圈在使用中，不要隨便改變線圈的形狀。大小和線圈間的距離，否則會影響線圈原來的電感量。尤其是頻率越高，即圈數越少的線圈。所以，在電視機中采用的高頻線圈，一般用高頻蠟或其他介質材料進行密封固定。另外，應注意在維修中，不要隨意改變或調整原線圈的位置，以免導致失諧故障。

（5）可調線圈的安裝應便于調整

可調線圈應安裝在機器的易于調節的位置，以便于調整線圈的電感量達到最佳的工作狀態。

原理

電感是導線內通過交流電流時，在導線的內部及其周圍產生交變磁通，導線的磁通量與生產此磁通的電流之比。

當電感中通過直流電流時，其周圍只呈現固定的磁力線，不隨時間而變化；可是當在線圈中通過交流電流時，其周圍將呈現出隨時間而變化的磁力線。根據法拉弟電磁感應定律——磁生電來分析，變化的磁力線在線圈兩端會產生感應電勢，此感應電勢相當于一個“新電源”。當形成閉合回路時，此感應電勢就要產生感應電流。由楞次定律知道感應電流所產生的磁力線總量要力圖阻止原來磁力線的變化的。由于原來磁力線變化來源于外加交變電源的變化，故從客觀效果看，電感線圈有阻止交流電路中電流變化的特性。電感線圈有與力學中的慣性相類似的特性，在電學上取名為“自感應”，通常在拉開閘刀開關或接通閘刀開關的瞬間，會發生火花，這就是自感現象產生很高的感應電勢所造成的。

總之，當電感線圈接到交流電源上時，線圈內部的磁力線將隨電流的交變而時刻在變化著，致使線圈不斷產生電磁感應。這種因線圈本身電流的變化而產生的電動勢 ，稱為“自感電動勢”。

由此可見，電感量只是一個與線圈的圈數、大小形狀和介質有關的一個參量，它是電感線圈慣性的量度而與外加電流無關。

電感線圈點膠

電感線圈點膠主要是針對電感線圈與底板空隙進行點膠作業，以起到粘固電感線圈目的而進行的自動化點膠作業。兩邊都要進行點膠就要求原有的三軸點膠機械手的基礎上進行四軸點膠作業，保證兩側點膠的膠量大小和效果一致。

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