Cuộn cảm
Cuộn cảm là gì?
Cuộn cảm là một loại linh phụ kiện điện tử thụ điện được tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, nó sẽ sinh ra một từ trường khi cho dòng điện chạy qua.
Trong điện cảm là một thành phần hai cực lưu trữ năng lượng trong từ trường của nó. Cuộn cảm sẽ chặn bất kỳ thay đổi trong dòng chảy qua nó.
Cuộn cảm được đặc trưng bởi giá trị của cuộn cảm là tỷ số của điện áp (EMF) cùng với sự thay đổi dòng điện bên trong cuộn dây. Nếu dòng điện đi qua cuộn cảm bị thay đổi với tốc độ 1 A/s và 1V EMF được tạo ra bên trong cuộn dây, thì trị số điện cảm của cuộn dây sẽ là một Henry.
Ký hiệu cuộn cảm là hình xoắn ở giữa và thẳng ở hai đầu, kèm ký hiệu chữ “L”.
Kết cấu, phân loại cuộn cảm
Cuộn cảm được cấu trúc bằng phương pháp dùng dây dẫn quấn thành cuộn, bên trong có lõi.
Các loại cuộn cảm:
- Cuộn cảm lõi rỗng (Air Core Inductor): hoàn toàn không có lõi, thường có trị số điện cảm thấp do cung cấp đường dẫn miễn cưỡng cao cho từ thông.
- Cuộn cảm lõi Ferrite (Ferrite Core Inductors): Ferrite là một gốm oxit kim loại được làm dựa trên hỗn hợp Ferric Oxide Fe2O3. Ferrites mềm được sử dụng cho việc xây dựng cốt lõi nhằm làm giảm tổn thất trễ.
- Cuộn cảm lõi hình xuyến (Toroidal Core Inductors): Có độ rò rỉ rất thấp nhưng phải dùng đến máy cuộn thiết kế đặc biệt quan trọng để tạo thành cuộn dây này.
- Cuộn cảm ống chỉ (Bobbin based Inductors): Sử dụng phổ quát trong các ứng dụng chuyển đổi năng lượng và bộ nguồn chính sách chuyển đổi.
- Cuộn cảm nhiều lớp (Multi Layer Inductors): Được tạo thành từ hai cuộn dây xếp thành nhiều lớp, phổ quát trong mạng lưới hệ thống thông tin di động và các ứng dụng khử nhiễu.
- Cuộn cảm màng mỏng (Thin Film Inductors): Loại cuộn cảm nhỏ chuyên dùng làm tạo thành chip cho những ứng dụng tần số cao, dao động từ khoảng tầm nano Henry.
Tác dụng của cuộn cảm
Công dụng của cuộn cảm là để ngăn chặn dòng điện xoay chiều trong lúc nó cho dòng điện một chiều đi qua. Nói cách khác, cuộn cảm dùng làm dẫn dòng điện một chiều , ngăn dòng điện cao tần.
Điện cảm là gì? Ý nghĩa của trị số điện cảm
Điện cảm là gì?
“Điện cảm hay còn gọi là hiện tượng lạ tự cảm, là một hiện tượng lạ chỉ xuất hiện trong một mạch kín có dòng điện xoay chiều đi qua khi tiến hành đóng hoặc ngắt mạch”.
Ý nghĩa của trị số điện cảm
– Trị số điện cảm đã cho chúng ta biết khả năng tích lũy năng lượng từ trường của cuộn cảm.
Điện cảm hay độ tự cảm là tên gọi gọi của một tính chất của một thành phần chống lại sự thay đổi của dòng điện chạy qua qua nó, một đoạn dây thẳng sẽ có được một trị số điện cảm.
Một cuộn cảm luôn luôn được đặc trưng bởi độ điện cảm của nó. Trị số điện cảm được tính bằng công thức điện áp chia cho tốc độ thay đổi của dòng điện.
– Đơn vị đo trị số điện cảm là henry (kí hiệu H) – xét trong hệ đo lường và thống kê quốc tế SI, nó được đặt theo tên nhà khoa học người Mỹ thế kỷ 19 Joseph Henry.
Tính trị số điện cảm cuộn dây
Xét một cuộn dây tự cảm L của một Henry (1H). Khi có một dòng điện chạy qua L thay đổi với tốc độ tương đương 1 A/s. Sự thay đổi này gây ra điện áp 1V (VL) ở trong đó. Từ đó, trình diễn tốc độ thay đổi dòng điện chạy qua cuộn dây trên mỗi đơn vị thời kì là:
Trong số đó:
- di là sự việc thay đổi của dòng điện trong Ampe
- dt là thời kì để dòng điện này thay đổi (đơn vị s)
Lúc này, điện áp gây ra trong cuộn dây (VL) được biểu thị như sau:
Lưu ý: dấu “-” chỉ thể hiện rằng điện áp cảm ứng này chống lại sự thay đổi của dòng điện trong cuộn dây trên đơn vị thời kì (di/dt).
Từ phương trình trên, ta có trị số điện cảm của cuộn dây được tính như sau:
Trong số đó:
- L: Độ tự cảm được tính bằng Henries
- VL: hiệu điện thế trên cuộn dây
- di/dt: tốc độ thay đổi dòng điện (đơn vị A/s – Ampe trên giây)
Như tất cả chúng ta đã biết, cuộn cảm là thiết bị có thể lưu trữ năng lượng của chúng dưới dạng từ trường. Cuộn cảm được tạo thành từ các vòng dây và khi số vòng trong cuộn dây đó tăng lên, với cùng một lượng dòng điện chạy qua cuộn dây thì sẽ kéo theo từ thông của nó cũng tăng lên.
Suy ra, bằng phương pháp tăng hay giảm số vòng trên một cuộn dây, ta có thể làm chuyển đổi trị số điện cảm của cuộn dây đó. Khi đó, quan hệ giữa độ tự cảm L và số vòng dây N có thể được cho là:
- L: là Henry
- N: là số lượt
- Φ: từ thông (phi)
- I: cường độ dòng điện (Ampe)
Ví dụ: Cho một cuộn dây thuần cảm không khí rỗng gồm 500 vòng dây, nó tạo ra từ thông 10mWb khi ta cho dòng điện 10 ampe chạy qua. Xác định độ tự cảm của cuộn dây.
Trên đây là toàn bộ nội dùng liên quan đến cuộn cảm, điện cảm, trị số điện cảm. Mong rằng nội dung bài viết thực sự hữu dụng và giúp các bạn trả lời các thắc mắc xoay quanh chủ đề này.
Xem thêm:
- Trị số điện dung là gì? Ý nghĩa của trị số điện dung – Vật lý 11
- Tri thức Vật Lý: Điện trở, điện trở của dây dẫn là gì?
- Dòng điện cảm ứng là gì? Chiều và ứng dụng của dòng điện cảm ứng
- Hệ số công suất là gì? Phân loại và ý nghĩa của hệ số công suất
- Tri thức Vật Lý: Điện trở công suất là gì? Cách đọc điện trở công suất
