为什么高频电感线圈一般用多股绝缘线或空心铜管绕制.docx

为什么高频电感线圈一般用多股绝缘线或空心铜管绕制为什么高频电感线圈一般用多股绝缘线或空心铜管绕制？ 交流电通过导体时,各部分的电流密度不均匀,导体内部电流密度小,导体表面电流密度大,这种现象称为趋肤效应. 交流电的频率越高,趋肤效应越显著,频率高到一定程度,可以认为电流完全从导体表面流过.因此在高频交流电路中,必须考虑趋肤效应的影响,例如收音机磁性天线上的线圈用多股互相绝缘的导线绕制,电视室外天线不用金属棒而用直径较粗的金属管制作,都是为了增加导体的表面积,克服趋肤效应带来的不利影响的实例. 就是因为电流的趋肤效应,频率越高电流的趋肤效应越明显,在实心导体中心位置的电流越小,空心管可以节省材料降低成本而又不影响使用,多股绝缘线减小了中心面积提高了导线的利用率. 电感线圈 基础知识 电感是利用电磁感应的原理进行工作的.当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用.对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做"自感"对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做"互感". 电感线圈的电特性和电容器相反,"阻高频,通低频".也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它.电感线圈对直流电的电阻几乎为零. 电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为"阻抗"电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感.电感线圈有时我们把它简称为"电感"或"线圈",用字母"L"表示.绕制电感线圈时,所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的"匝数". .主要性能指标 电感线圈的性能指标主要就是电感量的大小.另外,绕制电感线圈的导线一般来说总具有一定的电阻,通常这个电阻是很小的,可以忽略不记.但当在一些电路中流过的电流很大时线圈的这个很小的电阻就不能忽略了,因为很大的线圈会在这个线圈上消耗功率,引起线圈发热甚至烧坏,所以有些时候还要考虑线圈能承受的电功率. .类别 在电路中常用的电感线圈的分类大致有这么几种:如果按照电感线圈所使用的线圈心的材料来分,则有铁心电感线圈,铜心电感线圈,铁氧体心电感线圈,空心电感线圈等等;如果按照电感线圈的绕制方法来分,则有单层式线圈,多层式线圈,密绕式线圈,间绕式线圈,脱胎式线圈,蜂房式线圈,乱绕式线圈等等;而如果按照电感线圈在电路中的用途来分,又有振荡线圈,扼流线圈(阻流线圈),滤波线圈等等 电感线圈 电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。用L表示，单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH)，1H=103mH=106uH。 一、电感的分类 按 电感形式 分类：固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。 按 工作性质 分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。 按 绕线结构 分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。 二、电感线圈的主要特性参数 1、电感量L 电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。除专门的电感线圈外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。 2、感抗XL 电感线圈对交流电流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=2fL 3、品质因素Q 品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：Q=XL/R。线圈的Q值愈高，回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。 4、分布电容 线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。 三、常用线圈 1、单层线圈 单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。 2、蜂房式线圈 如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周，导线来回弯折的次数，常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制，折点越多，分布电容越小 3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈 线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯，可增加电感量和提高线圈的品质因素。 4、铜芯线圈 铜芯线圈在超短波范围应用较多，利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调整比较方便、耐用。 5、色码电感器 色码电感器是具有固定电感量的电感器，其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。 6、阻流圈 限制交流电通过的线圈称阻流圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。 7、偏转线圈 偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载，偏转线圈要求：偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。 空心电感计算公式： L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D-线圈直径 N-线圈匝数 d-线径 H-线圈高度 W-线圈宽度 单位分别为毫米和mH。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量 l单位: 微亨 线圈直径 D单位: cm 线圈匝数 N单位: 匝 线圈长度 L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/(f0*f0)*c 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500.1000pf 可自行先决定,或由Q 值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 以下新版本的空心线圈电感量计算软件 一个经验公式 L=(k*0*s*N2*S)/l 其中 0 为真空磁导率=4*10(-7)。 s 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时s=1 N2 为线圈圈数的平方 S 线圈的截面积，单位为平方米 l 线圈的长度， 单位为米 k 系数，取决于线圈的半径（R)与长度(l)的比值。 计算出的电感量的单位为亨利。 k值表 2R/l k 0.1 0.96 0.2 0.92 0.3 0.88 0.4 0.85 0.6 0.79 0.8 0.74 1.0 0.69 1.5 0.6 2.0 0.52 3.0 0.43 4.0 0.37 5.0 0.32 10 0.2 20 0.12