Điện cảm là gì? Phân loại cuộn cảm, tác dụng của cuộn cảm

Với những bạn học chuyên về Vật lý thì câu hỏi hiện tượng điện cảm là gì hẳn không thể làm khó. Tuy nhiên, với những người không chuyên, hoặc đã học quá lâu rồi, thì việc định nghĩa lại hiện tượng này sẽ có phần vất vả. Giống như ôn lại bài cũ, trong bài viết này sẽ đưa ra những thông tin hết sức cơ bản và dễ hiểu về điện cảm, tác dụng của cuộn cảm với dòng điện xoay chiều.

Điện cảm là gì?

Điện cảm hay còn gọi là hiện tượng tự cảm. Điện cảm chỉ xuất hiện trong một mạch kín có dòng điện xoay chiều chạy qua khi ta tiến hành đóng mạch hoặc ngắt mạch. Đó là định nghĩa đưa ra từ trang Wikipedia. 

Một cuộn cảm được đặc trưng bởi độ điện cảm của nó. Độ điện cảm được tính bằng công thức là điện áp chia cho tốc độ thay đổi của dòng điện. Trong Hệ thống đơn vị quốc tế (SI), đơn vị điện cảm là henry (H) được đặt theo tên của nhà khoa học người Mỹ thế kỷ 19 Joseph Henry.

Cuộn cảm là một trong những thành phần bị động (cuộn dây) chính trong hệ thống điện tử. Các thành phần bị động cơ bản trong điện tử là điện trở, tụ điện và cuộn cảm. Cuộn cảm có liên quan chặt chẽ với các tụ điện vì cả hai đều sử dụng điện trường để lưu trữ năng lượng và cả hai đều là hai thành phần thụ động cuối cùng. Nhưng tụ điện và cuộn cảm có tính chất xây dựng, hạn chế và cách sử dụng khác nhau.

dien cam la gi

Cuộn cảm là một thành phần hai cực lưu trữ năng lượng trong từ trường của nó. Nó cũng được gọi là cuộn hoặc cuộn cảm. Nó 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) và sự thay đổi dòng điện bên trong cuộn dây. Đơn vị của điện cảm là Henry. Nếu dòng điện qua cuộn cảm bị thay đổi với tốc độ một ampere mỗi giây và 1V EMF được tạo ra bên trong cuộn dây, thì giá trị của cuộn cảm sẽ là 1 Henry.

Ký hiệu cuộn cảm bạn có thể nhìn ở hình bên dưới, hình xoắn ở giữa và thẳng ở 2 đầu, có chữ L đi kèm trong mạch điện.

dien cam la gi

Cấu tạo của cuộn cảm

dien cam la gi

Cấu tạo của cuộn cảm là những dây đồng cách điện được quấn nhiều vòng như một cuộn dây. Các cuộn dây có thể khác nhau về hình dạng và kích cỡ và cũng có thể được bọc trong một loại vật liệu khác nhau.

Độ tự cảm của cuộn cảm phụ thuộc rất nhiều vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như số vòng dây, khoảng cách giữa các vòng, không có lớp vòng, loại vật liệu lõi, tính thấm từ, kích thước, hình dạng, v.v.

Có một sự khác biệt rất lớn giữa cuộn cảm lý tưởng và cuộn cảm thực tế được sử dụng trong mạch điện tử. Cuộn cảm thực không chỉ có điện cảm mà còn có điện dung và điện trở. Các cuộn dây được quấn chặt tạo ra một lượng điện dung đi lạc giữa các vòng cuộn. Điện dung bổ sung này, cũng như điện trở dây, làm thay đổi các hành vi tần số cao của một cuộn cảm.

Xem thêm :

Rơ le trung gian là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy phát điện một chiều là gì? Nguyên lý làm việc của máy phát điện

Tác dụng của cuộn cảm

Cuộn cảm có tác dụng gì? Tác dụng của cuộn cảm là để chặn dòng điện xoay chiều trong khi cho phép một chiều đi qua. Chúng cũng được sử dụng trong các bộ lọc điện tử để tách các tín hiệu có tần số khác nhau và kết hợp với các tụ điện để tạo ra các mạch điều chỉnh, được sử dụng để điều chỉnh các máy thu radio và TV.

Là một trong những thành phần cơ bản được sử dụng trong điện tử, cuộn cảm được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực ứng dụng rộng hơn nhiều như điều khiển tín hiệu, khử nhiễu, ổn định điện áp, thiết bị điện tử công suất, vận hành ô tô, v.v ... Ngày nay, cải tiến kỹ thuật thiết kế cuộn cảm giúp tăng hiệu suất đáng kể phần còn lại của mạch.

Cuộn cảm được sử dụng trong hầu hết mọi sản phẩm điện tử, một số ứng dụng của cuộn cảm là:

  • Máy dò kim loại
  • Máy dò kim loại Arduino
  • Máy phát FM
  • Máy dao động

Các loại cuộn cảm

Các loại cuộn cảm khác nhau có sẵn dựa trên kích thước và xếp hạng. Kích thước vật lý của chúng thay đổi từ kích thước nhỏ đến máy biến áp khổng lồ, tùy thuộc vào công suất được xử lý và tần số dòng điện xoay chiều được sử dụng.

Là một thành phần điện tử được sử dụng trong nhiều ứng dụng, vì vậy đã ra đời nhiều loại cuộn cảm khác nhau. Các loại cuộn cảm khác nhau bao gồm cuộn cảm tần số cao, cuộn cảm dòng cung cấp điện hoặc cuộn cảm nguồn và cuộn cảm cho mạch chung. Sự khác biệt của cuộn cảm được dựa trên loại cuộn dây cũng như lõi được sử dụng.

dien cam la gi

Dưới đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu các loại cuộn cảm phổ biến:

  • Cuộn cảm lõi rỗng (Air Core Inductor): Trong loại cuộn cảm này, lõi hoàn toàn không có. Các cuộn cảm này cung cấp đường dẫn miễn cưỡng cao cho từ thông, do đó độ tự cảm ít hơn. Các cuộn cảm lõi không khí có cuộn dây lớn hơn để tạo ra mật độ từ thông cao hơn. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao bao gồm máy thu TV và radio.
  • Cuộn cảm lõi Ferrite (Ferrite Core Inductors): Đây là các loại cuộn cảm khác nhau mang lại lợi thế giảm chi phí và tổn thất lõi thấp ở tần số cao. Ferrite là một gốm oxit kim loại dựa trên hỗn hợp Ferric Oxide Fe2O3. Ferrites mềm được sử dụng cho việc xây dựng cốt lõi để giảm tổn thất trễ.
  • Cuộn cảm lõi hình xuyến (Toroidal Core Inductors): Trong các cuộn cảm này, thông lượng rò rỉ rất thấp trong loại cuộn cảm này. Tuy nhiên, máy cuộn đặc biệt được yêu cầu để thiết kế loại cuộn cảm này. Đôi khi lõi ferrite cũng được sử dụng để giảm tổn thất trong thiết kế này.
  • Cuộn cảm ống chỉ (Bobbin based Inductors): Chúng chủ yếu được sử dụng trong các bộ nguồn chế độ chuyển đổi và các ứng dụng chuyển đổi năng lượng.
  • Cuộn cảm nhiều lớp (Multi Layer Inductors): Một cuộn cảm nhiều lớp chứa hai mẫu cuộn dây dẫn được sắp xếp thành hai lớp ở phần trên của cơ thể nhiều lớp. Các cuộn dây được kết nối điện theo cách liên tiếp nối tiếp với hai mẫu cuộn dây dẫn hơn được đặt ở phần dưới của cơ thể nhiều lớp. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống thông tin di động và các ứng dụng khử nhiễu.
  • Cuộn cảm màng mỏng (Thin Film Inductors): Trong loại này, các cuộn cảm nhỏ được hình thành bằng cách xử lý màng mỏng để tạo ra cuộn cảm chip cho các ứng dụng tần số cao, dao động từ khoảng nano Henry.

 

Chia sẻ:

Bài viết cùng danh mục:

Viết Bình luận

Gọi ngay
Web Analytics