Cuộn cảm là gì? Việc sử dụng và phân loại cuộn cảm đang phổ biến trong các thành phần điện ngày nay. Để hiểu được thông tin về hiện tượng tự cảm, trước tiên chúng ta hãy hiểu hiện tượng tự cảm là gì?
Cuộn cảm là thiết bị lưỡng cực thụ động trong các hệ thống điện tử được sử dụng để chứa từ trường và ngăn chặn sự thay đổi của dòng điện chạy qua nó. Đây là một thiết bị điện bao gồm một cuộn dây được quấn thành nhiều vòng. Cuộn cảm có liên quan chặt chẽ với từ trường và là thành phần thụ động cuối cùng sử dụng điện trường để lưu trữ năng lượng. Một cuộn cảm hoàn chỉnh có thể nâng cấp thành loa, thay biến áp và rơle.
Đơn vị của điện cảm là Henry. Khi dòng điện qua cuộn cảm thay đổi 1 ampe/giây và tạo ra suất điện động 1v trong cuộn dây, giá trị của cuộn cảm sẽ là 1 henry.
Độ tự cảm là một đặc tính của cuộn cảm, còn được gọi là độ tự cảm. Hiện tượng tự cảm xuất hiện trong mạch kín khi có dòng điện xoay chiều chạy qua tác động đóng hoặc mở mạch. Trong Hệ đơn vị quốc tế, đơn vị của điện cảm là Henry (h).
Công thức tự cảm
Ở đâu:
l: điện cảm.
vl : Hiệu điện thế trên cuộn dây.
di/dt: tốc độ thay đổi của dòng điện.
Sau đây là các loại ký hiệu điện cảm:
Cuộn cảm bao gồm dây đồng cách điện quấn nhiều vòng trong một cuộn dây. Tùy vào mục đích sử dụng, số vòng dây và khoảng cách giữa các vòng quấn mà lõi sẽ có hình dạng, kích thước khác nhau và có thể được quấn bằng các chất liệu khác nhau.
Hiện nay cuộn cảm được chia làm 3 loại: cuộn cảm âm tần, cuộn cảm trung tần và cuộn cảm cao tần.
Cuộn cảm hoạt động ở hai dạng: dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều
- Đối với dòng điện một chiều: khi cường độ và chiều của dòng điện này không đổi và tần số bằng 0, cuộn cảm đóng vai trò là điện trở có trở kháng bằng 0 hay còn gọi là cuộn dây nối ngắn mạch. Từ đó, dòng điện trên cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường b có cường độ và hướng dòng điện không đổi.
- Đối với dòng điện xoay chiều: Khi mắc dòng điện xoay chiều vào cuộn dây, dòng điện sinh ra từ trường biến thiên và điện trường biến thiên vuông góc với từ trường.
- Loa: Khi một dòng điện âm đi qua cuộn cảm của loa, một từ trường biến thiên được tạo ra. Lúc này, từ trường sẽ đẩy cuộn dây dao động, khiến loa gắn trên nó rung lên và phát ra âm thanh.
- Micrô: Âm thanh mà micrô nhận được sẽ được chuyển đổi thành dòng điện và cấu trúc màng của micrô mỏng hơn nên âm thanh dễ bị rung hơn khi bị tác động.
- Rơle: Một cuộn cảm trong rơle biến dòng điện chạy qua thành từ trường. Từ đó, từ trường tạo ra lực hút, gây ra lực cơ học đóng mở công tắc,…
- Máy biến áp: Cuộn cảm đầu ra điện áp được quấn trên lõi máy biến áp.
- Động cơ điện: biến điện năng thành cơ năng.
- …
- Cuộn cảm lõi sắt nhiều lớp: Nó bao gồm một suốt chỉ và một lõi sắt nhiều lớp, và một cuộn dây được quấn trên suốt chỉ. Có thể sử dụng trong lọc tiếng ồn hoặc sạc điện cho xe.
- Cuộn cảm lõi không khí: Những cuộn cảm này thường có dạng hình trụ và vật liệu rỗng được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao do độ từ thẩm thấp và độ tự cảm ngắn. Một số ứng dụng, chẳng hạn như: cuộn dây điều chỉnh RF, mạch lọc, máy thu TV và radio, v.v.
- Cuộn cảm lõi ferit: Lõi ferit được làm từ oxit sắt trộn với các oxit kim loại như mg, mn và zn. Cuộn cảm này có tính thấm từ cao, điện trở cao và tổn thất dòng điện. ngắn. Nhờ khả năng này, chúng phù hợp với các ứng dụng tần số cao như: chuyển mạch, lọc số pi…
- Cuộn cảm cuộn: Chúng bao gồm một dây dẫn bên trong một cuộn dây hình trụ, được bảo vệ bên ngoài bằng một ống co lại có lõi ferit. Tuy nhiên, kích thước của chúng rất nhỏ nên chỉ phù hợp với các ứng dụng của bộ đổi nguồn như: mạch smps, lọc vào ra, lọc pi…
- Cuộn cảm lõi hình xuyến: Chúng có hình dạng giống như một chiếc bánh rán, quấn quanh dây dẫn để tạo thành một hình xuyến và có lõi ferit. Do hình dạng vòng khép kín của chúng, từ trường ở đây rất tốt. Một số ứng dụng được sử dụng như: thiết bị y tế, bộ điều chỉnh chuyển mạch…
- Cuộn cảm vòng màu: Chúng bao gồm dây đồng mỏng quấn quanh lõi ferit và được định hình sao cho giá trị được in bên dưới dải băng. Ứng dụng: Bộ lọc luồng, Cải thiện chuyển đổi…
- Cuộn cảm có keo: Loại cuộn cảm này được thiết kế cho các ứng dụng gắn và che chắn pcb để giảm tiếng ồn của cuộn cảm. Dây dẫn sẽ được cuộn thành hình trụ và được bảo vệ bởi lớp vỏ ferrite đặc biệt. Dành cho: ứng dụng pda cho thiết bị, bộ chuyển đổi dòng pol, thiết bị chạy bằng pin…
- Cuộn cảm: Một cuộn cảm được tạo thành bằng cách kết nối hai dây dẫn chung một lõi nối tiếp hoặc song song. Ứng dụng: Chuyển đổi flyback, sepic, cuk…
- Cuộn cảm chip nhiều lớp: Cuộn cảm này bao gồm nhiều lớp tấm ferit mỏng. Ứng dụng: thiết bị đeo nhỏ, WLAN, Bluetooth, bo mạch chủ…
Khi cuộn cảm bị lẫn tạp âm có tần số khác nhau, cuộn cảm còn có chức năng lọc mạch cấp nguồn DC, giúp ổn định dòng điện. Được sử dụng rộng rãi trong các mạch lọc tần số.
Cuộn cảm thực hiện chức năng giống như tụ điện, chặn dòng điện xoay chiều để dòng điện một chiều có thể chạy tự do. Họ cũng có thể tạo bộ lọc và bộ tạo dao động. Một số ứng dụng phổ biến:
Ở phần trên của bài viết chúng ta đã tìm hiểu những thông tin cơ bản về cuộn cảm là gì? Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét các loại cuộn cảm thường được sử dụng ngày nay.
Cuộn cảm có nhiều loại khác nhau, có thể được phân biệt dựa trên ứng dụng, tần suất và thiết kế độc đáo của từng loại. Dưới đây là một trong những cuộn cảm điển hình.
Bài viết trên đã tổng hợp những kiến thức cơ bản và kiến thức cần thiết về cuộn cảm. Tôi hy vọng sẽ giúp bạn hiểu sâu hơn cuộn cảm là gì?
Cảm biến từ tính là gì? Đặc điểm và ứng dụng của cảm biến từ.
