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模范电感器

电感器

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  标准电感器(standard inductor)用于保存电磁单位制中电感单位亨利的量值的标准量具。其特点是电感量非常准确和稳定,常用作计量标准,或装在电测量仪器内作为标准电感元件。标准电感器分为标准自感器和标准互感器两种。

  电感器又称电感线圈,简称电感,是指线圈在磁场中活动时,所能感应到的电流的强度,单位是“亨利”(H)。也指利用此性质制成的元件。电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母“L”表示,电感器的主要作用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。电感器包括自感和互感两类。

  当线圈中有电流通过时,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感;两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度(下图)。

  电感器按其结构的不同可分为线绕式电感器和非线绕式电感器(多层片状、印刷电感等),还可分为固定式电感器和可调式电感器。

  有贴片式电感器,插件式电感器。同时,对电感器有外部屏蔽的成为屏蔽电感器,线圈裸露的一般称为非屏蔽电感器。

  电感按工作频率可分为高频电感器、中频电感器和低频电感器。高频电感器技术上差距较大,许多厂商的产品不成熟,常用比较可信的主要是捷比信高频电感。空心电感器、磁心电感器和铜心电感器一般为中频或高频电感器,而铁心电感器多数为低频电感器。

  电感器按用途可分为振荡电感器、校正电感器、显像管偏转电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、被偿电感器,同时对需要通过大电流等情况会使用到捷比信功率电感器。

  ①电感量:也称做自感系数(L),是表示电感元件自感应能力的一种物理量。L的单位为H(亨)、mH(毫亨)和μH(微亨),三者的换算关系如下:

  ②品质因数:是表示电感线圈品质的参数,也称做Q值或优值。Q值越高,电路的损耗越小,效率越高。

  ③分布电容:线圈匝问、线圈与地之间、线圈与屏蔽盒之间以及线圈的层间都存在着电容,这些电容统称为线圈的分布电容。分布电容的存在会使线圈的等效总损耗电阻增大,品质因数Q降低。

  电感器的常见故障有断路、短路等。为了保证电路正常工作,电感器使用前必须进行测量,用万用表欧姆档可以对电感器进行简单的测量,测出电感线圈的直流电阻,并与其技术指标相比较:若阻值比规定的阻值小得多,则说明线圈存在局部短路或严重短路情况;若阻值为∞,则表示线圈存在断路。

  标准互感器也常用作保存磁通(磁链)单位韦伯的标准量具。标准电感器通常为10进制,其电感量范围一般为1微亨到1亨,特殊情况下也可做成更小或更大的量值,或非10进制量值。

  标准电感器的等级一般由各国计量部门制定的国家计量检定系统表和有关的国家标准所规定。中华人民共和国规定,作为计量标准用的标准电感器,按其在计量检定系统表中的位置分为计量基准、计量标准和工作计量器具三档。按计量检定系统表的规定,较低档标准电感器的量值由较高档传递。

  中国的自感基准包括一个高稳定的 100毫亨自感器和一台谐振电桥(见经典交流电桥)自感器的量值定期用谐振电桥从电容工作基准(见标准电容器)导出,不确定度(见电磁测量误差)为5×10-6。中国的互感基准(见彩图)是一个石英骨架的坎贝尔线。

  电感基准(包括自感基准和互感基准)保存在国家计量技术机构,用于保存和复现法定亨利单位。电感基准不能轻易动用,一般只用于定期向电感工作基准传递量值。电感工作基准是绕在绝缘骨架上的高稳定电感线量级。

  为了使用方便,标准电感器的稳定度也常用级别来表示。例如0.01级标准电感器,表示其年变化在规定的参考条件下小于0.01%。中国的标准电感器从0.01~1.0级,共分为7个级别。

  使用标准电感器时应注意不使其工作电流超过允许值。标准电感器应和周围的铁磁和金属物体保持较远的距离,避免杂散磁场的影响。还可用交换端钮接线的方法来消除寄生耦合引起的误差。标准电感器在用于交流电路时,分布电容等寄生参数会使电感量随着工作频率的不同而有所改变,所以其工作频率应尽量与检定时的频率一致

  辜明. 测量标准电感器应注意的几个问题[J]. 电子质量, 2013(11):71-72.

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