汽车电工电子 课件 项目3任务3 认知与检测电感器

项目3认知交流电路与检测电子元件和设备

任务三认知与检测电感器汽车电工电子

中国工信出版集团·电子工业出版社职业教育汽车类专业核心课程系列教材《汽车电工电子》教材编写组知识目标：1．了解电感器的概念及电气图形符号；2．认识常见的电感器及分类；3．理解感抗的概念；4．掌握电感器的特性及在电路上的应用。能力目标：1．会使用万用表交流挡测量交流电的电压；2．会使用示波器检测永磁同步电机或汽车发电机的波形。情感目标：1．养成创新能力与创新意识；2．培养总结能力，积极参加社会实践活动。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标认知与检测电感器巩固提升电感器（简称电感）作为基础电子元件，在汽车传感器、执行器和控制模块中应用广泛，了解其作用、类别及检测方法非常重要。如果一个电感损坏，你会检测吗？你知道电感在电路中的作用吗？任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器一、电感的概念1．概念电感器就是由导线绕制而成的线圈。如图3-39所示为电感电路及实物图。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器【实验探究】（1）按图3-39连接各元器件，当开关S接通直流电源瞬间、接通及断开时，灯泡L1、L2有何现象？（2）当开关S持续接通交流电源时，灯泡L1、L2有何现象？（3）更换一个更大的电感，当开关S持续接通交流电源时，灯泡L1、L2有何现象？（4）通过以上实验，你能得出什么结论？2．实验现象（1）接通直流电源瞬间，灯泡L2先亮，L1后亮；接通后L2、L1均亮，且亮度相同；断开直流电源瞬间，L2、L1闪亮一下熄灭。（2）当开关S持续接通交流电源，灯泡L1始终比L2暗。（3）更换一个更大的电感，当开关S接通交流电源时，灯泡L1比L2更暗。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器3．实验结论（电感特性）电感也是一种储能元件。对交流电有阻碍作用，电感特性如图3-40所示。即：通直流，阻交流；通低频，阻高频。4．原因分析（1）线圈自感，产生了感应电动势，感生电流阻碍电流的变化。（2）断开电路，电流减少，感应电动势阻碍电流减少，产生同方向感应电流，阻碍电流的减少。（3）接通电路，电流最大，感应电动势阻碍电流增大，产生反方向感应电流，阻碍电流的增大。（4）交变电流，相当于连续接通和断开电路，感应电动势不断发生大小及方向的变化，感应电动势阻碍电流的变化，感应电流也发生大小及方向的变化。（5）阻碍电流大小的因素取决于电感的感抗大小。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器5．感抗电感具有阻碍交流通过的特性，产生的感抗为

式中，XL：感抗，单位欧姆（Ω）；f：交流信号频率，单位赫兹（Hz）；L：自感系数，单位亨利（H）。电感的自感系数越大、交流电的频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大。电感的自感系数与线圈长度、线圈密度、线圈横截面积及有无铁芯有关，与绕制线圈的导线粗细无关。线圈越长，单位长度上匝数越多，截面积越大，它的自感系数就越大。另外，有铁芯的线圈的自感系数，比没有铁芯时要大得多，对于一个现成的线圈来说，自感系数是一定的。在直流电路中，由于f=0，所以，直流电路感抗为0。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器二、电感的分类电感的分类如表3-8所示。

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任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器三、电感的电气图形符号及类别电感的电气图形符号及类别如表3-9所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器四、电感的参数电感的主要参数有五个：电感量、允许偏差、品质因数、分布电容、额定电流等。

1．电感量电感量是衡量自感应能力大小的一个物理量。电感量的大小，主要取决于电感线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁芯及磁芯的材料等。通常线圈圈数越多，绕制的线圈越密，电感量就越大。有磁芯的线圈比无磁芯的线圈电感量大；磁芯导磁率越大的线圈，电感量也越大。电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母“H”表示。常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们之间的关系是：1H=1000mH，1mH=1000μH。2．允许偏差允许偏差是指电感上标称的电感量与实际电感量的允许误差值。一般用于振荡或滤波等电路中的电感要求精度较高，允许偏差为±0.2%～±0.5%；而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高，允许偏差为±10%～±15%。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器3．品质因数品质因数也称Q值，是衡量电感质量的主要参数。它是指电感在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感的Q值越高，其损耗越小，效率越高。电感品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁芯、屏蔽罩等引起的损耗等有关。

4．分布电容分布电容是指线圈的匝与匝之间、线圈与磁芯之间存在的电容。电感的分布电容越小，其稳定性越好。5．额定电流额定电流是指电感正常工作时允许通过的最大电流值。如果工作电流超过额定电流，则电感就会因发热而使性能参数发生改变，甚至还会因过流而烧毁。6．电感击穿电击的标注方法击穿电压一般都直接标注在电感上，其方法如表3-10所示。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器一、电感的概念1．概念电感器就是由导线绕制而成的线圈。如图3-39所示为电感电路及实物图。

任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升认知与检测电感器一任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升五、电感的实际应用电感在应用时分为自感应用和互感应用。依据电感的特性“通直流，阻交流；通低频，阻高频”。在电路中与电容和电阻构成LC电路、RLC电路，起到储能、滤波、升压、降压、稳流、整流、扼流等作用。（一）自感现象由电磁学原理可知，任何通过电路（一般为线圈）的电流都会在其周围产生磁场，且当电路中的电流发生变化时，电路周围的磁场也会随之变化，而磁场的变化又会在导体内引起感应电动势。这种由于自身电流变化引起磁场变化，又使自身产生感应电动势的现象，被称为自感现象。产生自感现象的线圈叫自感线圈。自感线圈产生的自感电动势总是阻碍电流的变化。认知与检测电感器一任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．扼流作用在通路时，自感对电流的变化起抑制作用，可稳定电路中的电流，如扼流圈、镇流器等；在断路时，自感电动势可以产生一个瞬时高压，对某些场合有用，如日关灯的启用和感应线圈的升压，如图3-41所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．扼流作用在通路时，自感对电流的变化起抑制作用，可稳定电路中的电流，如扼流圈、镇流器等；在断路时，自感电动势可以产生一个瞬时高压，对某些场合有用，如日关灯的启用和感应线圈的升压，如图3-41所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升利用线圈电抗与频率成正比的关系，可扼制高频交流电流，让低频和直流通过。根据频率高低，采用空气芯、铁氧体芯、硅钢片芯等，用于整流时称“滤波扼流圈”；用于扼制声频电流时称“声频扼流圈”；用于扼制高频电流时称“高频扼流圈”。用于“通直流、阻交流”的电感线圈叫作低频扼流圈，用于“通低频、阻高频”的电感线圈叫作高频扼流圈。与电容和电阻等构成谐振电路或滤波电路（见图3-42）。如果采用双线绕制，可以消除自感，如图3-43所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．滤波作用大量的电子电路都需要直流电源供电，如果使用干电池供电，就会出现供电电流小、时间短的弊端，因而许多用电器的直流电源都是由频率50Hz的交流电通过变压器降压，再经过整流电路使交流电转变为直流电，这种直流电虽然电流方向不变，但大小却在不断变化。这种单向脉动电流可以看作由50Hz低频交流成分和直流成分合成的，滤波电路的作用就是滤去其中的交流成分。常用的π型滤波电路如图3-44所示，电容C1通交流，隔直流，为低频交流电建立了一条通路；滤去部分交流成分的电流通过电感L时，由于电感的通直流、阻交流的作用，直流通过，交流成分被阻碍而减弱；电容C2又成为通过电感L后的剩余交流成分的通路。这样，通过用电器中的电流就基本上是恒定电流了，当然不可避免还会有少量的交流成分。档次不高的收音机使用交流电源时有轻微的“嗡嗡”声，这是电源交流成分未能全滤除的反映，滤波电路需要滤除的是低频交流电，电容要让低频交流电顺利通过—容抗小，因此，滤波电容的容量都比较大；电感对低频交流电通过的阻碍作用要大—感抗大，因而，线圈的电感要大。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升（二）互感现象当1个线圈中的电流变化时，它所产生的磁通量的变化会影响邻近线圈回路的磁通量，从而在邻近线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感现象。产生互感现象的线圈叫互感线圈，其中影响另一个线圈的线圈叫初级绕组，被影响的线圈称之为次级绕组。互感现象是一种常见的电磁感应现象，不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且也可以发生于任何两个相互靠近的电路之间，如图3-45所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升1．变压器在交流（AC）电路中，经常要实现由高压变为低压或由低压变为高压的现象，统称为AC-AC变换，其实现的途径就是使用变压器。其工作原理是基于互感原理的，初级绕组与次级绕组存在如下规律。

U1为初级绕组输入电压；U2为次级绕组输出电压；n1为初级绕组的线圈匝数；n2为初级绕组的线圈匝数。当n1＞n2时，为升压；当n1＜n2时，为降压。如图3-46所示为常见的变压器。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升2．汽车高压独立点火线圈汽车上的高压独立点火线圈也是基于互感原理设计的，如图3-48所示。发动机电脑控制初级绕组的通断电，即控制点火的时刻。初级绕组接通，给初级绕组充电，把电场能转化为初级绕组的磁场能；初级绕组断电，初级绕组变化的磁场就会在次级绕组感应出高压电，送给火花塞而点火。发电机电脑控制电路图如图3-49所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升3．收音机信号接收电路收音机信号接收电路如图3-50所示。认知与检测电感器任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升六、电感好坏的检测电容在使用过程中，经常会出现烧焦、断脚等故障现象，所以要学会检测其好坏的方法并给以更换。1．观察法观察电路板上的电感是否有烧焦、断脚现象，若有相关情况更换电感。如图3-51所示为电路板上损坏的电感。

2．万用表检测法用数字式万用表的蜂鸣挡或欧姆挡，测量两个引脚，如果蜂鸣挡鸣叫或显示比较小的阻值，说明电感是好的。如果不鸣叫或阻值很大，说明电感断路一、实施条件不同种类电感若干，电路板若干，指针式或数字式万用表4块。二、实施计划1．识别电路板上的电感。2．使用万用表检测电感好坏。3．搭建一个含有电感的电路，并验证电感的作用，如图3-52所示。任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升任务导入任务准备任务实施任务评价任务拓展学习总结学习目标巩固提升学生学习情况评价表考核项目评分标准分值学生

自评

（20%）小组

互评

（30%）教师

评价

（50%）小计知识目标电感的定义、分类及标注方法会叙述10

电感的作用会叙述5

电感的特性会熟练叙述10

知识目标电感的特性及自感、互感的应用会分析、能理解10

技能目标电路板上的电感会识别10

使用万用表检测电感的好坏会规范熟练检