认识电感器和变压器

项目三　认识电感器和变压器

项目描述

电感器用导线绕成一匝或多匝以产生一定自感量的电子元件，常称为电感线圈，简称线圈。为了增加电感量、提高Q值及缩小体积，常在线圈中插入磁芯。在高频电子设备中，印制电路板上一段特殊形状的铜皮也可以构成一个电感器，通常把这种电感器称为印制电感或微带线。

项目目标

1．会识别电感器的外形、符号，并熟悉它们的特点

2．会用万用表检测电感器，判断电感器的质量

3．会识别变压器的外形、符号，知道变压器的分类与特点

4．熟悉小型变压器的结构与用途

项目实施

任务一　了解产品的功能

1．电感器基本知识

电感器是用绝缘导线绕成一匝或多匝以产生一定自感量的电子元件，常称电感线圈，简称线圈。电感器是电子电路中常用的元器件之一。

2．电感器分类

3．变压器的基本知识

变压器是由一个矩形铁芯和2个互相绝缘的线圈所组成的装置，是利用互感原理工作的，如图1－3－1所示。2个线圈中，左边一个线圈与交流电源相接，称为原线圈，又称初级线圈或一次线圈（一次侧），右边一个线圈与用电设备（如电灯、电动机等）或电路元件（如电阻、电感等）相接叫副线圈，又称次级线圈或二次线圈（二次侧）。

图1－3－1　最简单的变压器

4．变压器的分类

任务二　电感器及变压器的识别

识一识　电感器与变压器的识别

1．认识常见电感器的图形符号和外形

电感器是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件，在电路中用字母“L”表示。

（1）空心电感器。又称空心电感线圈，由导线一圈又一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，绝缘管是空心的。如图1－3－2所示。

图1－3－2　空心电感器实物图与图形符号

（2）磁心电感器。又称磁心电感线圈，由漆包线环绕在磁心或磁棒上制成。如图1－3－3所示。

图1－3－3　磁心电感器实物图与图形符号

（3）铁芯电感器。又称铁芯电感线圈。铁芯电感器由漆包线环绕在铁芯上制成。如图1－3－4所示。

图1－3－4　铁芯电感器实物图与图形符号

（4）可调电感器。又称可调电感线圈，是在线圈中加装磁心，并通过调节其在线圈中的位置来改变电感量。如图1－3－5所示。

图1－3－5　可调电感器实物图与图形符号

表1－3－1　其他常见电感器

2．识读电感器的电感量

（1）直标法。直标法是指在小型固定电感器的外壳上直接用文字标注出电感器的主要参数，如电感量、误差值、最大直流工作电流等。

表1－3－2　小型固定电感器的工作电流与字母的对应关系

图1－3－6　电感器直标法

（2）数码法。数码法是在电感器上采用3位数码表示标称电感值的方法。数码从左到右，第一、二位表示电感的有效值，第三位表示指数，即零的个数，小数点用R表示，单位为微亨（μ）。如图1－3－7所示。

图1－3－7　电感器数码法

（3）色标法。色标法是指在电感器的外壳涂上各种不同颜色的环，用来标注其主要参数。电感器色标法的数字与颜色的对应关系与电阻色标法相同。如图1－3－8所示。

图1－3－8　电感器色标法图

3．认识常见小型变压器的符号

变压器的一般图形符号如图1－3－9所示，文字符号为T。

图1－3－9　变压器的一般图形符号

4．认识常见变压器的外形和用途

（1）电源变压器。电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术和电力电子技术中得到广泛的应用。如图1－3－10所示。

图1－3－10　小型电源变压器

（2）音频变压器。音频变压器主要用于音频放大电路中，也叫输出、输入变压器。音频变压器在电路中主要起阻抗变换作用。如图1－3－11所示。

图1－3－11　音频变压器

（3）中频变压器。中频变压器是指用在中频电路中的变压器。无线电设备采用的中频变压器又称为中周，它是将一、二次绕组绕在尼龙支架（内部装有磁心）上，并用金属屏蔽罩封装而成。如图1－3－12所示。

图1－3－12　中频变压器

（4）高频变压器。高频变压器是指用在高频电路中的变压器。主要用于高频开关电源中做高频开关电源的变压器，也有在高频逆变电源和高频逆变焊机中做高频逆变电源变压器使用的。如图1－3－13所示。

图1－3－13　高频变压器

（5）环形变压器。环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片，无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。广泛应用于家电设备和其他对技术要求较高的电子设备中，它的主要是做电源变压器和隔离变压器使用。如图1－3－14所示。

图1－3－14　环形变压器

（6）电视机行输出变压器。行输出变压器也叫逆程变压器、行回扫变压器，俗称高压包或行变。如图1－3－15所示。

（7）天线线圈。收音机中的接收天线线圈，它的作用是将在空中传播的电磁波接收下来，在空中传播的电磁波也是通过这个线圈产生感应电压。如图1－3－16所示。

图1－3－15　电视机行输出变压器

图1－3－16　天线线圈

任务三　电感器与变压器的检测

元器件的检测是一项基本功，如何准确有效地检测元器件的相关参数，判断元器件是否正常，不是一件千篇一律的事，必须根据不同的元器件采用不同的方法，从而判断元器件的正常与否。

测一测　电感器与变压器的检测

1．检查外观

2．检测直流电阻

图1－3－17　用万用表测量电感器直流电阻

3．检查绝缘

图1－3－18　用万用表测线圈引线与铁芯或金属屏蔽罩之间的电阻

4．用万用表检测小型变压器的绕组

（1）用万用表检测小型变压器的绕组的方法。将万用表拨至合适的电阻挡，按照小型变压器的各绕组引脚排列规律，逐一检查各绕组的通断情况，检测出小型变压器的绕组，进而判断其绕组是否正常。

图1－3－19　用万用表检测小型变压器绕组电阻

（2）初步检测绝缘性能。将万用表置于R×10kΩ挡，分别检测初级绕组与次级绕组间的电阻值，初级绕组与外壳之间的电阻值以及次级绕阻与外壳之间的电阻值。

5．用兆欧表判断小型变压器的质量

将兆欧表的2个接线端分别接被测变压器的2个测试端，以120r/min的速度用手平稳地摇动手柄。

图1－3－20　用兆欧表检测绝缘电阻

分别用兆欧表测出初级绕组与次级绕组间的电阻值，初级绕组与外壳之间的电阻值及次级绕阻与外壳之间的电阻值。

一般小型变压器（工作电压在220V左右的）绝缘电阻值在2MΩ以上时为正常，若小于0．5MΩ时就不能使用了。

任务四　电感与变压器延伸知识的了解

学一学　电感与变压器延伸知识的了解

1．电磁感应现象

如图1－3－21所示，在匀强磁场中放置一根导体AB，导体AB的两端分别与灵敏电流计的接线柱连接形成闭合回路。闭合回路中的一部分导体相对于磁场做切割磁感线运动时，回路中有电流流过。

如图1－3－22所示，空心线圈的两端分别与灵敏电流计的接线柱连接形成闭合回路。当条形磁铁作上下运动中，闭合回路中的磁通发生变化时，回路中有电流流过。

图1－3－21　导体相对于磁场做切割磁感线运动

图1－3－22　条形磁铁在磁场中运动

不论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁通发生变化，闭合回路就有电流产生。这种利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流叫作感应电流。

2．自感现象

如图1－3－23所示，HL1、HL2是2个完全相同的灯泡，L是一个电感较大的线圈，调节可变电阻R使灯泡HL1、HL2亮度相同。当开关S闭合瞬间，与可变电阻R串联的灯泡HL2立刻正常发光，与电感线圈L串联的灯泡HL1逐渐变亮。

图1－3－23　串联电阻圈图

如图一所示，灯泡HL与铁芯线圈L并联在直流电源上。当开关S闭合后，灯泡正常发光，接着马上将开关S断开。在开关S断开的瞬间，灯泡不是立即熄灭，而是发出更强的光，然后再慢慢熄灭。

图1－3－24　并联电感线圈图

由于线圈本身电流发生变化而产生电磁感应的现象叫自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势，叫自感电动势。

3．自感系数

自感系数，简称电感，用字母L表示。电感的单位是亨利，用符号H表示。常用单位有毫亨（mH）、微亨（μ）。

1H＝10³mH＝10⁶μ

4．互感现象

当线圈A中的电流发生变化时，线圈B产生了感应电动势。由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，叫互感电动势。如图1－3－25所示。

图1－3－25　研究互感现象

5．变压器的基本原理

（1）变换交流电压。

图1－3－26　变压器空载运行原理图

设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，忽略线圈内阻，变压器原、副线圈的电压比

式中，n为变压器的变压比。

（2）变换交流电流。

（3）变换交流阻抗。

变压器负载运行时，设变压器初级输入阻抗为Z₁，次级负载阻抗为Z₂，则

Z₁＝n²Z₂

6．电源变压器的主要参数

（1）工作频率。

（2）额定功率。

（3）额定电压。

（4）电压比。

（5）空载电流。

（6）空载损耗。

（7）效率。

（8）绝缘电阻。

7．音频变压器的主要参数

（1）频率响应。

（2）通频带。

（3）初、次级阻抗比。

任务五　任务拓展训练

拓展训练

（1）常见的电感器有哪些？你认识它们吗？会写出它们的符号吗？知道它们的用途吗？

表1－3－3　常见电感器比较表

（2）电感器电感量的标注方法有哪些？你能识读电感器的电感量吗？

表1－3－4　电感器电感量的标注方法比较表

（3）如何用万用表检测电感器的直流电阻值？你会检测吗？

（4）你能说明电感器型号的意义吗？如何根据电路要求选用电感器？

表1－3－5　电感器型号的意义

（5）如何根据电路要求选用电感器？

表1－3－5　选用电感器的基本方法

（6）纯电感交流电路中，电压与电流的关系如何？它们的有功功率、无功功率分别为多少？

表1－3－6　纯电感交流电路比较表

（7）常见的小型变压器有哪些？你认识它们吗？会写出它们的符号吗？知道它们的用途吗？

表1－3－7　常见小型变压器比较表

（8）如何用万用表检测小型变压器？你会检测吗？

表1－3－8　万用表检测小型变压器的检测要点

（9）如何用兆欧表检测小型变压器？你会检测吗？写出检测要点。