1.3　磁性元件

本書將電感線圈、變壓器、電磁繼電器和接觸器歸為磁性元件介紹。

1.3.1　電感線圈

電感是將導線一圈一圈繞在絕緣骨架上，絕緣骨架可以是空心、鐵芯或磁芯。在工控電路板的應用中，最常見到的是做開關電源中的濾波或儲能用途。如圖1.23所示。

電感線圈使用直接標注法，如220表示22μH，100表示10μH，4R7表示4.7μH，R10表示0.1μH，22N表示22nH。

工控電路板維修中，電感線圈屬于不易損壞的元件，偶見因腐蝕斷路，電流過大燒斷及線圈匝間短路的情況。開路損壞可用萬用表電阻擋測出。電感量可以用電感量測試儀測出，實際維修時可使用測量電阻值、電容量及電感量合一的所謂LCR電表來測量。

1.3.2　變壓器

變壓器是利用電磁感應原理改變電壓的裝置，工控電路板常見的變壓器是使用鐵芯的工頻變壓器（如圖1.24所示）和使用鐵氧體磁芯的開關變壓器（如圖1.25）所示。

理想變壓器的基本特點是：輸入輸出交流電壓的比值與輸入輸出線圈的匝數比值相同，因而理論上可以對交流電壓進行任意的升壓或降壓的變換。硅鋼片鐵芯的變壓器，一般用于50～400Hz的工頻場合，硅鋼片鐵芯的磁通密度大，雖然疊加的硅鋼片之間有絕緣漆絕緣，但單片硅鋼片內還是存在渦流損耗，高頻場合不適用此類鐵芯。鐵氧體磁芯電阻率比金屬、合金磁性材料大得多，因而渦流損耗很小，用鐵氧體磁芯制作的變壓器用于比較高頻的場合，如開關電源的開關變壓器。

變壓器的損壞常見有線圈燒斷開路或內部過熱匝間短路。線圈開路比較好判斷，量一下電阻即可，而匝間短路判斷起來就麻煩一些，但可以從通過觀察變壓器外觀或使用比較法或代換法來確定。一般來說，有內部匝間嚴重短路的變壓器，發熱量較大，會將變壓器線圈的包覆材料烤焦并有或多或少的焦煳味。比較法即找到相同好板上相同的變壓器，測量相同部位線圈的電阻值，如果相差比較大，即阻值明顯偏小就可認為變壓器已經損壞。另外如果有VI曲線測試設備，可以測試線圈的VI曲線，通過比較也能大致判斷好壞。代換法即用相同變壓器替換，通電后，故障消失，說明先前的變壓器損壞，如開關電源中的開關變壓器，往往線圈電阻值很小，不好分辨，而找相同電源的變壓器替換試驗就能說明問題。

1.3.3　電磁繼電器和接觸器

電磁繼電器和接觸器是利用電磁線圈產生的電磁力配合彈簧和機械杠桿來控制觸點的通斷的一類器件，如圖1.26所示。通常繼電器有密閉的封裝空間，盡量減少外接不良環境對觸點的影響，相對接觸器，它所控制的觸點電流較小；接觸器的觸點電流較大。另有干簧繼電器，其原理和電磁繼電器大同小異，只是觸點電流相對更小，觸點密封，不受塵埃、潮氣及有害氣體污染，可靠性也大大提高，見圖1.27。

繼電器和接觸器的常見故障是觸點接觸電阻大、觸點燒死、觸點閉合時開路，測試時可以通過給線圈施加額定電壓，檢測觸點的導通和閉合情況，可以使用萬用表的歐姆擋測量觸點導通時的電阻，如無異常，基本接近0Ω，如果10Ω以上，則視為故障。如果觸點可見，應急維修可將觸點的燒蝕氧化部分銼掉，露出金屬光澤，繼電器或接觸器可重新投入使用，為保險起見，建議更換新件為好。