• Từ khóa tìm kiếm:
  • Tụ điện, Điện trở, IGBT..

Cuộn cảm là gì? Chi tiết về cuộn cảm

 

 

Cuộn cảm là gì? Chi tiết về cuộn cảm

 

Phần I: Định nghĩa, khái niệm và các đại lượng đặc trưng cuộn cảm

1. Định nghĩa, khái niệm cuộn cảm  

2. Các đại lượng đặc trưng cuộn cảm

Phần II: Phân loại và ứng dụng cuộn cảm

1. Phân loại cuộn cảm

2. Ứng dụng cuộn cảm

 

Phần I: Định nghĩa, khái niệm và các đại lượng đặc trưng cuộn cảm

1. Định nghĩa, khái niệm cuộn cảm 

- Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật

 

Định nghĩa, khái niệm cuộn cảm 

 

- Cuộn cảm cho tín hiệu 1 chiều qua và chặn thành phần xoay chiều (Cuộn chặn cao tần), do các vòng dây được cách ly với nhau bởi lớp cách điện nên tồn tại tụ điện ký sinh trong cuộn dây, trong miền tần số thấp có thể bỏ qua ảnh hưởng của điện dung ký sinh nhưng trong miền tần số cao cuộn dây tương đương với một mạch cộng hưởng song song.

2. Các đại lượng đặc trưng cuộn cảm

- Hệ số tự cảm (Định luật Faraday): Là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua

 L = [ µr.4.3,14.n².S.10^(-7) ]  / l

+ L: Hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H)

+ n: Số vòng dây của cuộn dây.

+ l: Chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)

+ S: Tiết diện của lõi, tính bằng m²

+ µr: Hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi

- Cảm kháng: Là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều

ZL = 2.3,14.f.L

+ ZL: Cảm kháng, đơn vị Ω

+ f: Tần số đơn vị là Hz

+ L: Hệ số tự cảm, đơn vị Henry (H)

- Điện trở thuần của cuộn dây: Là điện trở mà ta có thể đo được bằng đồng hồ vạn năng, thông thường cuộn dây có chất lượng tốt thì điện trở thuần phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở thuần còn gọi là điện trở tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây hoạt động.

* Tính chất nạp/xả của cuộn cảm: Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng dưới dạng từ trường được tính theo công thức

W = L.I² / 2

+ W: Năng lượng (June)

+ L: Hệ số tự cảm (H)

+ I: Dòng điện (A)

Phần II: Phân loại và ứng dụng cuộn cảm

1. Phân loại cuộn cảm 

- Cuộn dây lõi không khí (air - core coils): Cuộn dây có lõi bằng nhựa, gỗ hay vật liệu không từ tính. Cuộn dây lõi không khí có hệ số tự cảm nhỏ (<1mH) và thường được ứng dụng trong miền tần số cao (trong máy thu phát sóng vô tuyến hay trong mạng anten). Do không tiêu hao năng lượng điện dưới dạng nhiệt nên cuộn dây lõi không khí có hiệu suất cao.

- Cuộn dây lõi sắt bụi (Ferrit): Có lõi là bột sắt nguyên chất trộn với chất dính không từ tính. Cuộn dây lõi sắt bụi có hệ só tự cảm lớn hơn so với cuộn dây lõi không khí phụ thuộc vào tỷ lệ pha trộn. Thường được sử dụng ở khu vực tần số cao và trung tần

 

 

- Cuộn dây lõi sắt lá: Độ từ thẩm của lõi sắt từ lớn hơn rất nhiều so với độ từ thẩm của sắt bụi nên cuộn dây lõi sắt từ có hệ số tự cảm lớn, thường được ứng dụng trong miền tần số thấp (âm tần).

2. Ứng dụng cuộn cảm

 

 

 

 

- Cuộn cảm có rất nhiều ứng dụng: như trong lọc nguồn, trong lọc nhiễu, trong ứng dụng về thiết bị âm thanh như Loa, Mic,...Hay trong các ứng dụng về Relay, biến áp,...

- Ứng dụng trong thiết bị âm thanh của cuộn cảm như Loa: Loa là một ứng dụng của cuộn dây và từ trường.

 

 

+ Cấu tạo của loa: Loa gồm một nam châm hình trụ có hai cực lồng vào nhau, cực N ở giữa và cực S ở xung quanh, giữa hai cực tạo thành một khe từ có từ trường khá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ, màng loa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng dao động ra vào.

+ Hoạt động: Khi ta cấp dòng điện âm tần (điện xoay chiều từ 20 Hz => 20.000 Hz) chạy qua cuộn dây, cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên và bị từ trường cố định của nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động => màng loa dao động theo và phát ra âm thanh.

+ Chú ý: Tuyệt đối không được đưa dòng điện một chiều vào loa, vì dòng điện một chiều chỉ tạo ra từ trường cố định và cuộn dây của loa chỉ lệch về một hướng rồi dừng lại, khi đó dòng một chiều qua cuộn dây tăng mạnh (do không có điện áp cảm ứng theo chiều ngược lại), vì vậy cuộn dây sẽ bị cháy.

 

 

Ứng dụng trong thiết bị âm thanh của cuộn cảm như Micro: Thực chất cấu tạo Micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo Micro giống loa nhưng Micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy trở kháng của cuộn dây trên micro là rất lớn khoảng 600Ω (trở kháng loa từ 4Ω ~ 16Ω). Ngoài ra màng micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi có âm thanh tác động vào. Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngược lại. Micro chuyển đổi âm thanh thành dòng điện âm tần.

 

 

Ứng dụng trong sản xuất thiết bị điện tử của cuộn cảm như Relay: nguyên lý hoạt động của Relay là biến đổi dòng điện thành từ trường thông qua cuộn dây, từ trường đó tạo thành lực cơ học, thông qua lực hút để thực hiện tác động về mặt cơ khí như đóng  hay mở công tắc (tiếp điểm), đóng mở các hành trình của một thiết bị tự động...

Ứng dụng trong sản xuất thiết bị điện tử của cuộn cảm như biến áp: 

 

 

 

 

+ Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp (đưa điện áp vào) và một hay nhiều cuộn thứ cấp (lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi Ferrit. 

+ Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn.

+ Biến áp phân làm 3 loại chính: Biến áp nguồn, biến áp cao tần và biến áp âm tần.

+ Biến áp nguồn: Cấp điện áp xoay chiều cho các mạch điện và điện tử, có thể có kích thước từ nhỏ tới lớn, được sử dụng trong các trạm biến áp, đồng thời có tác dụng cách ly các linh kiện với nguồn cao áp.

+ Biến áp cao tần: Được sử dụng trong các bộ thu phát sóng Radio, lõi có thể là lõi sắt bụi hoặc lõi không khí, tuy nhiên nhược điểm của lõi không khí là phần lớn các đường cảm ứng từ đều đi ra ngoài, điều này ảnh hưởng đến đặc tính của máy biến áp.

+ Biến áp âm tần: Dải tần làm việc (20Hz-20kHz), thực hiện phối hợp trở kháng (tối thiểu hóa thành phần điện cảm trong mạch), tuy nhiên kích thước và trọng lượng lớn nên ngày càng ít được sử dụng.

 

-------Cùng đón đọc tuần tới: Biến Áp và các thông tin chi tiết liên quan!-------

(Nguồn: Sưu tầm và biên dịch)