Cuộn cảm là gì? (What is inductor?) là một linh phụ kiện thụ động. Đó là những cuộn dây tựa như những cấu trúc mà fan tìm thấy trong hồ hết những mạch điện tử công suất. Lý do vì sao nhiều người thiếu hiểu biết cuộn cảm là vì chúng không những thay đổi điện trường mặc cả từ trường xung quanh nó. Trong nội dung bài viết này, mọi người sẽ tìm những thông tin cơ phiên bản về cuộn cảm và một trong những ứng dụng của nó trong thực tiễn.
Cuộn cảm là gì?
Cuộn cảm có nhẽ là linh phụ kiện có kết cấu giản dị và đơn giản nhất của tất cả những linh phụ kiện điện tử, xây dựng tựa như một điện trở – một chiều dài giản dị và đơn giản của dây được cuộn lên. Tuy nhiên, ở đây, trở kháng không phải là thứ mà mọi người đang tìm kiếm. Đó là một chiếc gì đó xẩy ra từ một cuộn dây, nó tiết ra một từ trường khi một dòng điện đi qua nó. Từ trường chạm màn hình này cung ứng cho mạch một từ trường mê hoặc.
Sự khác lạ giữa một cuộn cảm và tụ điện
Mọi người đã tìm hiểu về những tụ điện trong nội dung bài viết trước. Và lúc này fan đã biết những điều cơ phiên bản của cuộn cảm, bạn cũng có thể nhận được một thắc mắc, sự khác lạ giữa cuộn cảm và tụ điện là gì?
Thứ nhất, cả hai đều lưu trữ tích điện khi một điện thế được đặt trên nó, nhưng tụ điện lưu trữ tích điện dưới dạng điện trường và Cuộn cảm lưu trữ tích điện dưới dạng từ tính.
Mọi người cần đào sâu để hiểu hơn điều đó, nhưng lúc này fan chỉ nên nhớ rằng Tụ điện nỗ lực cấp điện áp trong mạch điện, tức thị nó không thích sự thay đổi điện thế trên mỗi thành phần và do đó nó sẽ sạc hoặc phóng điện để tăng cấp điện áp. Mặt kia, một cuộn cảm không thích sự thay đổi dòng điện trong mạch nên dòng điện thay đổi nó sẽ tích điện hoặc phóng điện để cân bằng dòng điện qua mạch.
Ký hiệu của cuộn cảm
Tương tự nhiều thành phần điện tử khác, hình tượng cho một cuộn cảm là một chữ tượng hình giản dị và đơn giản về những gì nó thực sự trông tựa như:
Nguyên tắc thao tác làm việc của cuộn cảm
Một cuộn cảm, như đã đề cập ở trên nó chỉ là một cuộn dây. Như mọi người đã biết, ngẫu nhiên dây dẫn mang dòng điện nào thì cũng tiết ra từ trường theo kiểu sau:
Tuy nhiên, nếu fan cắm giá trị của dòng điện vào những công thức, thì các bạn sẽ nhận ra rằng từ trường được tiết ra rất nhỏ – gần như không đáng kể, trừ khi dòng điện vô cùng lớn, theo trật tự cực lớn.
Vì vậy, để tăng từ trường được tạo bởi chiều dài rõ ràng của dây dẫn, mọi người quấn nó thành dạng cuộn dây. Điều này làm tăng từ trường, như vậy:
Khi một điện áp được đặt trên những cực của cuộn cảm, dòng điện sẽ tiết ra từ trường. Từ trường này một lần nữa tiết ra một dòng điện chạm màn hình trong cuộn cảm có cực ngược nhau, theo định luật Lenz. Những dòng điện không triệt tiêu lẫn nhau – thay vào đó, dòng điện chạm màn hình dữ thế chủ động nỗ lực chống lại dòng điện đến do điện áp trên cuộn cảm. Thành phẩm chung của trận chiến này là loại điện qua một cuộn cảm không thể thay đổi nhanh gọn – nó luôn luôn vẫn là một độ dốc tuyến tính.
Cách đo một cuộn cảm
Mọi người rất có thể thử đo cuộn cảm bằng từ trường mà chúng tiết ra. Ngay trong lúc Cửa Hàng chúng tôi làm điều đó, Cửa Hàng chúng tôi gặp vấn đề. Từ trường được tiết ra bởi một cuộn cảm tùy thuộc vào dòng điện đi qua nó, vì vậy trong cả một cuộn cảm nhỏ cũng rất có thể tiết ra một từ trường lớn.
Thay vào đó, mọi người rất có thể tận dụng cùng một kiểu tiếp cận mà mọi người đã tận dụng cho những tụ điện và mọi người rất có thể khái niệm độ tự cảm của mạch khi thay đổi điện áp gây ra khi dòng điện thay đổi ở một vận tốc nhất định.
Về mặt toán học,
V = L (dI / dt)
Trong số đó V là điện áp, L là điện cảm, I là loại điện và t là thời gian.
Độ tự cảm, ‘L’, được đo bằng Henry, được đặt theo tên của Joseph Henry, nhà khoa học người Mỹ đã phát hiện ra chạm màn hình điện từ.
Công thức tính độ tự cảm của cuộn dây được tìm thấy theo công thức này:
L =(µn2a)/l
Trong số đó L là độ tự cảm trong Henry, µ là hằng số thấm, tức là một hệ số rất có thể tiết ra từ trường đơn giản ra sao trong một môi trường xung quanh nhất định, n là số vòng, a là diện tích S của cuộn dây và l là chiều dài của cuộn dây.
Một lần nữa, Henry là một đơn vị rất rộng, do đó, những cuộn cảm thực tiễn được đo bằng microHenry, uH, là một phần triệu của Henry, hay milliHenry, mH, là một phần nghìn của Henry. Nhiều lúc, fan thậm chí là rất có thể tìm thấy những cuộn cảm rất nhỏ được đo bằng nanoHenry, một phần nghìn của uH.
Những loại cuộn cảm không giống nhau
Tương tự đã đề cập ở trên, đôi lúc từ trường được tiết ra trong cả bởi một cuộn điện từ đôi lúc không đạt yêu cầu. Đó là lý do vì sao trong hồ hết những trường hợp, fan tìm thấy cuộn cảm được hình thành xung quanh một vật liệu cốt lõi.
Lõi là vật liệu tương trợ việc tiết ra từ trường. Chúng thường được làm sắt từ và những hợp chất của nó, ví như ferrite (là một oxit của sắt). Bạn cũng có thể nhận được một từ trường to hơn bằng phương pháp tận dụng lõi hơn là không hề có.
1. Cuộn cảm lõi không khí
Tương tự tên cho thấy, loại cuộn cảm này không hề có lõi – vật liệu cốt lõi là không khí! Vì không khí có độ thấm tương đối thấp, độ tự cảm của cuộn cảm lõi không khí khá thấp – hiếm khi trên 5uH. Vì chúng có độ tự cảm thấp, vận tốc tăng dòng điện khá nhanh so với điện áp ứng dụng và điều đó khiến chúng có tài năng xử lý tần số cao. Chúng thiết yếu được tận dụng trong những mạch RF.
2. Cuộn cảm lõi sắt
Sắt có nhẽ là vật liệu từ tính dễ nhận ra nhất, làm cho nó trở thành một sự chọn lựa lý tưởng cho cuộn cảm. Chúng có dạng cuộn cảm lõi sắt. Chúng thường được tận dụng để lọc dòng tần số thấp, vì chúng tương đối cứng và có độ tự cảm lớn. Chúng cũng rất được tận dụng trong những thiết bị tiếng động.
3. Cuộn cảm lõi sắt từ
Ferrite chỉ là một loại bột oxit sắt. Bột này được trộn với nhựa epoxy và đúc để tạo thành lõi xung quanh mà dây rất có thể được quấn. Cuộn cảm lõi Ferrite dễ nhận ra nhất vì màu đen xám xỉn của chúng. Chúng cũng rất dễ vỡ và dễ gãy. Chúng là những loại cuộn cảm được tận dụng thoáng rộng nhất, vì tính thấm rất có thể được kiểm soát tốt bằng phương pháp kiểm soát tỷ trọng ferrite với epoxy trong hỗn hợp.
Cuộn cảm tiếp nối và tuy vậy tuy vậy
Cuộn cảm được mắc tiếp nối và tuy vậy tuy vậy sinh hoạt theo kiểu trái lại với tụ điện.
Ví dụ, để tính toán độ tự cảm của một nhóm cuộn cảm tiếp nối, bạn cũng có thể chỉ việc tổng hợp những giá trị của những cuộn cảm riêng lẻ.
L = L1 + L2 + … + Ln
Trong số đó L là tổng độ tự cảm và L1, L2 thì Ln là những cuộn cảm riêng lẻ.
Giả sử fan có hai cuộn cảm, một cuộn đo 10uH và 15uH giữ lại, tiếp sau đó bằng phương pháp đặt nó vào chuỗi, fan đã chiếm lĩnh tổng độ tự cảm là 25uH.
Cuộn cảm tuy vậy tuy vậy được tính tựa như điện trở tuy vậy tuy vậy, cuộn cảm được tính bởi:
1 / L = 1 / L1 + 1 / L2 + Sự + 1 / Ln
Trong số đó L là tổng độ tự cảm và L1, L2 thì Ln là những cuộn cảm riêng lẻ.
Theo cái cách này nếu fan kết nối tuy vậy tuy vậy hai cuộn cảm 10uH, các bạn sẽ có với độ tự cảm là 5uH.
Ứng dụng cuộn cảm trong mạch điện
Đáng ngạc nhiên, cuộn cảm là khá vô dụng trong những mạch DC, vì có một dòng điện liên tục và cuộn cảm sinh hoạt như một dây dẫn.
Chúng được tìm thấy hồ hết những ứng dụng trong những mạch điện xoay chiều. Tương tự đã đề cập ở trên, chúng có trở kháng, giúp chúng hạn chế dòng điện trong mạch điện xoay chiều, ví như chấn lưu đèn huỳnh quang quẻ.
Chúng cũng rất có thể được tận dụng để lọc tín hiệu.
Trong trường hợp thứ nhất, cuộn cảm được chấp nhận toàn bộ dòng điện một chiều chạy qua nó xuống đất, ngăn tất cả những tần số thấp đến đầu ra. Ở tần số mạnh hơn, trở kháng của cuộn cảm tăng điều độ, do đó tín hiệu rất có thể truyền qua đầu ra, do đó nó được gọi là bộ lọc thông cao.
Trong trường hợp thứ hai, cuộn cảm được chấp nhận DC và tần số thấp đi qua nhưng chặn tất cả những tần số cao từ trên đầu ra và do đó nó được gọi là bộ lọc thông thấp.
Cuộn cảm trong thực tiễn
Vì chúng được làm bằng dây đồng và ferrite, tìm thấy hồ hết những ứng dụng của chúng trong radio, nguồn cung ứng tích điện và thiết bị viễn thông.
Trong những bộ nguồn, tính chất của một cuộn cảm để ngăn chặn sự thay đổi đột ngột của dòng điện được tận dụng. Cùng với một tụ điện, nó có tác dụng ngăn chặn sự thay đổi đột ngột của điện áp và dòng điện đầu ra.
Mạch RF tận dụng một mạch LC. Những tụ điện được tích điện và phóng điện vào cuộn cảm, tạo ra từ trường của nó. Khi từ trường sụp đổ, một điện áp được tiết ra và sạc tụ điện. Điều này tiết ra những dao động định kỳ rất có thể được tận dụng để tiết ra tần số cao.
Tần số rất có thể được tính theo công thức:
Trong số đó f là tần số tính bằng Hertz, L là độ tự cảm trong Henry và C là điện dung trong Farads.
Cuộn cảm là gì? Đó là những thông tin cơ phiên bản về loại linh phụ kiện này và đó là toàn bộ những kiến thức thực tiễn các bạn sẽ cần để thao tác làm việc với cuộn cảm. Chúng thực tế là những thiết bị giản dị và đơn giản và không phổ cập như họ hàng linh phụ kiện tụ điện và điện trở, nhưng vẫn rất hữu ích.
