3.1 认识电感器

如果把一段铜漆包线按某种方式绕在一起,就成为一个线圈。这个线圈看起来每圈都挨连,实际每圈的金属与金属之间都被绝缘漆层隔开而绝缘,这种线圈就称为电感线圈。下面就来制作一个电感线圈,以便从中得到更多的认识。

3.1.1 电感器实物

1.电感线圈的绕制

取直径为0.69mm漆包线,在直径为6mm的铅笔杆上一圈挨一圈地绕,绕到13圈时停下,端头各留1cm,再抽除铅笔,就绕制成一个电感线圈,如图3-1(a)、(b)所示。

图3-1 电感线圈绕制

上面绕制的线圈为空心,称为空心电感线圈,它的形状像螺旋线管,又称为螺线管线圈。空心电感线圈的每1圈也叫1匝,13圈就称为13匝。组成线圈的所有匝叫做电感线圈的绕组,两个端头就电感线圈的两个引脚。将引脚的绝缘漆层用刀刮除,或用沙布擦磨掉,以便于应用时测量与焊接。电感线圈的内径就是铅笔杆的直径,为6mm。

通过自制电感线圈可得到一些具体数据,如导线直径为0.69mm,线圈总圈数为13圈,线圈内径为6mm,线圈长度约为0.96cm,漆包线总长26.5cm,电感线圈的电阻值约0.012Ω,电感量约为1μH。这是了解电感线圈应该掌握的资料数据。

这里应说明一点,由于绕线圈的漆包线较粗(直径为0.69mm)、导线较短(长度为26.5cm),所以电感线圈的电阻特别小,用普通电阻表测量不出来,但可通过计算求出。由于电感线圈的电阻就是所用导线的直流电阻值,所以可用电阻定律来计算,公式为

式中,R 为导线的直流电阻值,单位为 Ω;ρ 为导线的电阻率,单位为 Ω·m;L 为导线的总长度,单位为m;S为导线的截面积,单位为m2

由于铜线的 ρ=1.7×10−8Ω·m,L=26.5cm=0.265m,S=()2 ×3.14=0.374×10−6m2,所以,即这个电感线圈的直流阻值为0.012Ω。

当绕制线圈的导线较长、较细时,线圈的直流电阻值就较大,计算与测量得到的电阻值相同。另外,电感线圈的外径与长度,直接影响它的体积,这是应用时占空间位置的依据。当然,描述电感线圈的资料或参数还有许多,电感器的特点也很多,将在后面进行介绍。

2. 常见电感器

图3-2中列出各种常用的电感线圈,供读者了解。

图3-2 各种常用电感线圈

3.1.2 电感器的符号

1.规定电感器图形符号的意义与原则

意义:①比用文字描述简单明了;②可使电器电路图的绘制简单、清楚、整洁。

原则:①与实物图形相似;②便于形象记忆;③能反映实物的制造结构。

2.电感器图形符号说明

电感器的种类较多,为了有所区别,常规定不同的图形符号,如图3-3所示。

图3-3 电感器图形符号

图3-3(a)所示的图形符号与图3-1(b)中电感线圈实物相似,便于记忆。

图3-3(b)所示是一个空心电感线圈图形符号,不过它在线圈中部引出了一个抽头,故称为抽头电感线圈。其实物如图3-1(c)所示。

图3-3(c)所示是在空心电感线圈图形符号上面画了一条实线,代表铁芯。这表示在空心线圈内装有一个铁芯,并用胶封或塑封使铁芯固定在线圈内,因此称为铁芯电感线圈或铁芯电感器。根据它的用途,常叫铁芯扼流线圈或阻流线圈。

图3-3(d)所示所示是在空心电感线圈图形符号上面画了一条虚线,代表磁芯。这表示在空心线圈内封装固定有一个圆磁棒(称为磁芯),因此称为磁芯扼流线圈。

图3-3(e)所示的图形符号表示线圈内部的磁芯是由有间隙的两部分磁体组成,即两部分磁体之间隔着绝缘物质,故称为间隙磁芯电感线圈。

图3-3(f)所示的图形符号表示电感器制成产品后,磁芯可以在线圈内按需要调进、调出,因此简称为可调电感线圈。

图3-3(g)所示的图形符号表示将两个电感线圈绕在同一个磁芯上,因此称为同轴磁芯电感器。根据它的用途,常称为抗干扰电感线圈,简称抗干扰线圈。

上述7种电感线圈,虽然结构不同、用途不同、材料不同、名称不同,但它们都能产生感应电流,所以统称为电感线圈。

3.电感器文字符号

电感器的文字符号规定用L标记。当电器电路图中有多个电感器时,常对L编号。例如图1-5中的L1是一个抗干扰线圈,L2是一个磁芯扼流线圈。