电器元件-电感

定义
电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

结构
电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。
1、骨架 骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线（或纱包线）环绕在骨架上，再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔，以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器（例如色码电感器）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器（也称脱胎线圈或空心线圈，多用于高频电路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕好后再脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离。
2、绕组 绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕（绕制时导线一圈挨一圈）和间绕（绕制时每圈导线之间均隔一定的距离）两种形式；多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。
3、磁心与磁棒 磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体（NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。
4、铁心 铁心材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为“E”型。
5、屏蔽罩 为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如半导体收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。
6、封装材料 有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。
常见种类
电感可由电导材料盘绕磁芯制成，典型的如铜线，也可把磁芯去掉或者用铁磁性材料代替。比空气的磁导率高的芯材料可以把磁场更紧密的约束在电感元件周围，因而增大了电感。电感有很多种，大多以外层瓷釉线圈（enamel coated wire ）环绕铁氧体（ferrite）线轴制成，而有些防护电感把线圈完全置于铁氧体内。一些电感元件的芯可以调节。由此可以改变电感大小。小电感能直接蚀刻在PCB板上，用一种铺设螺旋轨迹的方法。小值电感也可用以制造晶体管同样的工艺制造在集成电路中。在这些应用中，铝互连线被经常用做传导材料。不管用何种方法，基于实际的约束应用最多的还是一种叫做“旋转子”的电路，它用一个电容和主动元件表现出与电感元件相同的特性。用于隔高频的电感元件经常用一根穿过磁柱或磁珠的金属丝构成。
（1）小型电感器
小型固定电感器通常是用漆包线在磁芯上直接绕制而成，
主要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中，它有密封式和非密封式两种封装形式，两种形式又都有立式和卧式两种外形结构。
1、立式密封固定电感器 立式密封固定电感器采用同向型引脚，国产电感量范围为0.1_{2200μH（直标在外壳上），额定工作电流为0.05}1.6A，误差范围为±5%~±10%，进口的电感量，电流量范围更大，误差则更小。进口有TDK系列色码电感器，其电感量用色点标在电感器表面。
2、卧式密封固定电感器 卧式密封固定电感器采用轴向型引脚，国产有LG1.LGA、LGX等系列。
LG1系列电感器的电感量范围为0.1~22000μH（直标在外壳上）
LGA系列电感器采用超小型结构，外形与1/2W色环电阻器相似，其电感量范围为0.22_{100μH（用色环标在外壳上），额定电流为0.09}0.4A。
LGX系列色码电感器也为小型封装结构，其电感量范围为0.1~10000μH，额定电流分为50mA、150mA、300mA和1.6A四种规格。

（2）可调电感器
常用的可调电感器有半导体收音机用振荡线圈、电视机用行振荡线圈、
行线性线圈、中频陷波线圈、音响用频率补偿线圈、阻波线圈等。
1、半导体收音机用振荡线圈：此振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路，用来产生一个输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩，内部由尼龙衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成，在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的尼龙架上，可以上下旋转动，通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量。电视机中频陷波线圈的内部结构与振荡线圈相似，只是磁帽可调磁心。
2、电视机用行振荡线圈：行振荡线圈用在早期的黑白电视机中，它与外围的阻容元件及行振荡晶体管等组成自激振荡电路（三点式振荡器或间歇振荡器、多谐振荡器），用来产生频率为15625HZ的的矩形脉冲电压信号。
该线圈的磁心中心有方孔，行同步调节旋钮直接插入方孔内，旋动行同步调节旋钮，即可改变磁心与线圈之间的相对距离，从而改变线圈的电感量，使行振荡频率保持为15625HZ，与自动频率控制电路（AFC）送入的行同步脉冲产生同步振荡。
3、行线性线圈：行线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈（其电感量随着电流的增大而减小），它一般串联在行偏转线圈回路中，利用其磁饱和特性来补偿图像的线性畸变。
行线性线圈是用漆包线在"工"字型铁氧体高频磁心或铁氧体磁棒上绕制而成，线圈的旁边装有可调节的永久磁铁。通过改变永久磁铁与线圈的相对位置来改变线圈电感量的大小，从而达到线性补偿的目的。
（3）阻流电感器
阻流电感器是指在电路中用以阻塞交流电流通路的电感线圈，
它分为高频阻流线圈和低频阻流线圈。
1、高频阻流线圈：高频阻流线圈也称高频扼流线圈，它用来阻止高频交流电流通过。
高频阻流线圈工作在高频电路中，多用采空心或铁氧体高频磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成，线圈采用蜂房式分段绕制或多层平绕分段绕制。
2、低频阻流线圈：低频阻流线圈也称低频扼流圈，它应用于电流电路、音频电路或场输出等电路，其作用是阻止低频交流电流通过。
通常，将用在音频电路中的低频阻流线圈称为音频阻流圈，将用在场输出电路中的低频阻流线圈称为场阻流圈，将用在电流滤波电路中的低频阻流线圈称为滤波阻流圈。
低频阻流圈一般采用“E”形硅钢片铁心（俗称矽钢片铁心）、坡莫合金铁心或铁淦氧磁心。为防止通过较大直流电流引起磁饱和，安装时在铁心中要留有适当空隙。

特性
电感器的特性与电容器的特性正好相反，它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。直流信号通过线圈时的电阻就是导线本身的电阻压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感器的特性是通直流、阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。
通直流：指电感器对直流呈通路关态，如果不计电感线圈的电阻，那么直流电可以“畅通无阻”地通过电感器，对直流而言，线圈本身电阻很对直流的阻碍作用很小，所以在电路分析中往往忽略不计。
阻交流：当交流电通过电感线圈时电感器对交流电存在着阻碍作用，阻碍交流电的是电感线圈的感抗。

功能用途
电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。电感在电路最常见的作用就是与电容一起，组成LC滤波电路。电容具有“阻直流，通交流”的特性，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路，那么，交流干扰信号将被电感变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高的最容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。
电感器具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性，频率越高，线圈阻抗越大。因此，电感器的主要功能是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。
贴片电感作用
贴片电感，是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件。属于常用的电感元件。贴片电感的作用:通直流阻交流这是简单的说法，对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路.调谐与选频电感的作用：电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。贴片电感在电路中的任何电流，会产生磁场，磁场的磁通量又作用于电路上。
当贴片电感通过的电流变化时，贴片电感中产生的直流电压势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。
电感的作用1：色环电感有阻流作用：色环电感线圈中的铜芯总是与线圈中的电流变化抗。色环电感对在电路中使用的交流电流有阻碍作用，阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL,色环电感主要可分为高频阻流线圈及低频阻流线圈。
电感的作用2：色环电感有调谐与选频作用：色环电感与电解电容并联可组成LC调谐电路。色环电感在谐振时电路的感抗与容抗等值又反向，即电路的固有振荡频率f0与非交流信号的频率f相等，则回路的感抗与容抗也相等，色环电感的使用一般多不会很高，在电路中使用的色环电感一般来说多还算是比较稳定的。
　　电感的作用3：色环电感的最大主要用筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。色环电感器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得色环电感有着种种不同的用途。如今色环电感已经被广大客户所运用了，小小的电感起到的作用却是不小视的。