Thông tin

Cuộn cảm

Nếu bạn học vật lý điện tử, bạn sẽ bắt gặp các từ chuyên môn như cuộn cảm, độ tự cảm, inductor, hệ số tự cảm, cuộn dây điện, cuộn dây, công thức tính độ tự cảm, cảm kháng, cuộn cảm cao tần, inductor là gì. Chắc hẳn bạn đều thắc mắc muốn mày mò về nó. Bạn tự hỏi cuộn cảm là gì (What is an inductor?)? Cấu tạo của cuộn cảm như thế nào? Và nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm cũng như những phần mềm thực tiễn của cuộn cảm ra sao? Trong bài này chúng ta cùng mày mò nhé.

Cuộn cảm

Cuộn cảm là gì?

Cuộn cảm có tên gọi là cuộn từ hay cuộn từ cảm, là 1 linh kiện điện tử bị động được cấu tạo từ rất nhiều vòng dây điện (lõi đồng) quấn bao quanh các lõi (sắt non, nam châm, ko khí). Lúc dòng điện chạy qua sẽ sinh ra từ trường, độ mạnh của từ trường mạnh hay yếu gọi là độ tự cảm hay từ dung ký hiệu là L và đơn vị đo là Henry (H). Các lõi sắt trong cuộn cảm được làm bằng các tấm lá thép non.

Cấu tạo cuộn cảm

Bạn có thể hiểu ngắn gọn như sau:

1 cuộn cảm chỉ là 1 cuộn dây quấn bao quanh 1 số loại lõi. Lõi có thể chỉ là ko khí hoặc nó có thể là 1 nam châm.

Lúc bạn cho 1 dòng điện chạy qua cuộn cảm, 1 từ trường được tạo ra bao quanh nó.

Bằng cách sử dụng lõi nam châm, từ trường sẽ mạnh hơn rất nhiều.

Nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm:

Lúc ta có cuộn cảm rồi, nếu cho dòng điện 1 chiều DC chạy qua. Dòng điện sẽ sinh ra 1 từ trường B có cường độ và chiều ko đổi ứng với chiều và cường độ dòng điện DC. Và dòng DC có tần số bằng 0, cuộn dây hoạt động như 1 điện trở có điện trở kháng gần bằng 0.

Trái lại lúc ta cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm, nó sẽ sinh ra từ trường biến thiên (B) và 1 trường điện trường E, điện trường này biến thiên mà luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ dựa dẫm vào tần số của dòng xoay chiều.

Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số không giống nhau tùy vào đặc tính chi tiết của từng cuộn cảm, giúp bất biến dòng, phần mềm trong các mạch lọc tần số.

1 dòng điện qua bất cứ dây nào sẽ tạo ra 1 từ trường. Cuộn cảm là 1 dây có hình dáng để từ trường sẽ mạnh hơn nhiều.

Sơ đồ biểu tượng của một cuộn cảm

Lý do 1 cuộn cảm hoạt động theo cách của nó là vì từ trường này. Lĩnh vực này tiến hành 1 số dụng cụ vật lý yêu thuật chống lại dòng điện xoay chiều.

Tôi ko thích đi sâu vào vật lý và toán học. Nhưng mà nếu bạn muốn đọc 1 lời giảng giải cụ thể hơn, hãy xem bài viết của cuộn cảm Wikipedia.

Cuộn cảm sử dụng để làm gì?

Cuộn cảm gần giống như 1 tụ điện. Trong mạch, nó sẽ cản lại dòng điện xoay chiều (AC) và để dòng điện 1 chiều (DC) chạy qua tự do.

Nó sẽ ngăn cản dòng điện xoay chiều (AC). Nhưng mà dòng điện 1 chiều (DC) thì sẽ tự do cho chạy qua.

Tôi đa số ko bao giờ sử dụng cuộn cảm. Cốt yếu là vì tôi có xu thế dính vào các mạch kỹ thuật số. Nhưng mà thỉnh thoảng tôi đã sử dụng chúng để tạo bộ lọc hoặc bộ dao động.

Và chúng chính yếu được sử dụng vào mục tiêu đo. Phần mềm trong bộ lọc và bộ dao động.

Bạn thường tìm thấy cuộn cảm trong thiết bị điện tử AC gần giống như thiết bị vô tuyến, hay quạt máy, motor.

Và đây là quan điểm của 1 bạn gửi cho tôi viết về phần mềm của cuộn cảm.

Chào.

Tôi đọc bài viết của bạn về cuộn cảm và tôi nghĩ rằng 1 vài điều cần được làm rõ 1 chút.

Bạn nói rằng bạn đa số ko bao giờ sử dụng cuộn cảm vì bạn có xu thế dính vào các mạch kỹ thuật số.

Mặc dầu có thể ko cần phải có cho hoạt động xác thực trong môi trường được kiểm soát, mà kiên cố là cần phải có trong 1 thành phầm thương nghiệp.

Để phục vụ nhu cầu EMC của các thành phầm thương nghiệp, vốn luôn gian khổ, bạn sẽ hầu như luôn muốn sử dụng cuộn cảm.

EMC là viết tắt của Bản lĩnh điện từ.

Điều này khá dễ dàng là sự tương tác giữa các mạch; hoạt động xác thực của 1 mạch trong môi trường ồn ã và nó ko làm hỏng các mạch khác quá nhiều.

Thông thường, bạn sẽ tìm thấy 1 cơ chế chung bị sặc ở đầu vào của bộ biến đổi DC-DC để giảm tiếng ồn bên ngoài. Cuộn cảm cũng sẽ giúp giảm tiếng ồn phát ra từ mạch.

Giữa các bộ điều chỉnh không giống nhau, như nếu bạn muốn mạng 3,3 V và 5 V, bạn sẽ muốn sử dụng cái gọi là hạt công suất để loại trừ nhiễu theo cùng 1 cách.

Biến đổi tiếng ồn có thể thu thập nếu các giải pháp ko được tiến hành và trường hợp xấu nhất sẽ là 1 mạch ko hoạt động. Điều quan trọng cần xem xét là việc sử dụng đúng tụ điện bypass sẽ làm giảm đáng kể vấn đề này.

Đúng là cuộn cảm chính yếu được sử dụng cho các bộ lọc và bộ dao động. Không những thế, tôi muốn chỉ ra rằng lọc cung ứng năng lượng có nhẽ là cách sử dụng tầm thường nhất hiện tại.

Đừng quên rằng 1 máy biến áp cũng được làm từ 2 cuộn cảm ..

Từ trường và từ dung

Lúc có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và biến thành nam châm điện. Lúc ko có dòng điện chạy qua, cuộn dây ko có từ. Từ trường sản sinh tỷ lệ với dòng điện

B.A=IL

Hệ số tỉ lệ L là từ dung hay độ tự cảm, là thuộc tính vật lý của cuộn dây, đo bằng đơn vị Henry – H, trình bày bản lĩnh sản sinh từ của cuộn dây bởi 1 dòng điện, A là diện tích bề mặt cuộn dây. B.A ứng với từ thông. Từ dung càng mập thì từ thông sinh ra càng mập (ứng với cùng 1 dòng điện), và cũng ứng với dự trữ năng lượng từ trường (từ năng) trong cuộn dây càng mập.

Bảng dưới đây tóm lược công thức tính từ dung cho 1 số trường hợp

Trường hợp Công thức Chú giải
Hình trụ tròn dài Từ trường và từ dung
  • L = từ dung đo bằng Henry (H)
  • μ0 = độ từ thẩm của chân ko = 4{displaystyle pi } × 10−7 H/m
  • K = hệ số Nagaoka[1]
  • N = số vòng
  • A = tiết diện cuộn dây đo bằng mét vuông (m2)
  • l = chiều dài cuộn dây (m)
Dây dẫn thẳng dài Từ trường và từ dung
  • L = từ dung (H)
  • l = chiều dài dây (m)
  • d = đường kính dây (m)
Từ trường và từ dung 1
  • L = từ dung (H)
  • l = chiều dài dây (in)
  • d = đường kính dây (in)
Cuộn dây trụ tròn ngắn Từ trường và từ dung 3
  • L = từ dung (µH)
  • r = bán kính ngoài của cuộn dây (in)
  • l = chiều dài cuộn dây (in)
  • N = số vòng quấn
Cuộn dây nhiều lớp Từ trường và từ dung 4
  • L = từ dung (µH)
  • r = bán kính trung bình của cuộn dây (in)
  • l = chiều dài của dây quấn (in)
  • N = số vòng
  • d = độ dày của lớp quấn (in)
Cuộn dây quấn xoáy ốc trên mặt phẳng Từ trường và từ dung 5
  • L = từ dung (H)
  • r = bán kính trung bình của cuộn dây (m)
  • N = số vòng
  • d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (m)
Từ trường và từ dung 6
  • L = từ dung (H)
  • r = bán kính trung bình của cuộn dây (in)
  • N = số vòng
  • d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (in)
Lõi hình vòng xuyến (tiết diện tròn) Từ trường và từ dung 7
  • L = từ dung (H)
  • μ0 = độ từ thẩm của chân ko = 4{displaystyle pi } × 10−7 H/m
  • μr = độ từ thẩm hơi hơi của nguyên liệu lõi
  • N = số vòng
  • r = bán kính vòng quấn (m)
  • D = đường kính vòng xuyến (m)

Ký hiệu cuộn cảm

Ký hiệu cuộn cảm

Dòng điện, i chảy qua 1 cuộn cảm tạo ra từ thông tỉ lệ với nó. Nhưng mà ko giống như 1 Tụ điện chống lại sự chỉnh sửa điện áp trên các bản của chúng, 1 cuộn cảm phản đối vận tốc chỉnh sửa của dòng điện chạy qua nó do sự tích tụ năng lượng tự chạm màn hình trong từ trường của nó.

Nói cách khác, cuộn cảm chống lại hoặc chống lại sự chỉnh sửa của dòng điện mà sẽ dễ dãi vượt qua dòng điện 1 chiều bất biến. Bản lĩnh này của 1 cuộn cảm chống lại sự chỉnh sửa của dòng điện và cũng liên can tới dòng điện, i với kết hợp từ thông của nó, NΦ là 1 hằng số tỉ lệ được gọi là Điện cảm được đặt ký hiệu L với các đơn vị của Henry , ( H ) sau Joseph Henry.

Bởi vì Henry là 1 đơn vị tự cảm hơi hơi mập theo cách riêng của nó, đối với các đơn vị phụ của cuộn cảm bé hơn của He

Độ tự cảm

Tiếp đầu ngữ Ký hiệu Số nhân Độ mạnh
milli m 1 / 1.000 10 -3
vi mô Củ cải 1 / 1.000.000 10 -6
nano n 1 / 1.000.000.000 10 -9

Vì thế, để hiển thị các đơn vị con của Henry, chúng tôi sẽ sử dụng làm tỉ dụ:

  • 1mH = 1 milli-Henry   – tương đương với 1 phần ngàn (1/1000) của Henry.
  • 100μH = 100 micro-Henries   – tương đương với 100 triệu (1 / 1.000.000) của Henry.

Cuộn cảm hoặc cuộn dây rất tầm thường trong các mạch điện và có nhiều nhân tố quyết định độ tự cảm của cuộn dây như hình dáng của cuộn dây, số vòng dây của cách điện, số lớp dây, khoảng cách giữa các vòng , tính thấm của nguyên liệu lõi, kích tấc hoặc diện tích mặt cắt ngang của lõi, v.v., để đặt tên cho 1 số ít.

1 cuộn dây có 1 vùng lõi trung tâm, (  A  ) với số vòng dây ko đổi trên 1 đơn vị chiều dài, (  l  ). Vì thế, nếu 1 cuộn dây N được kết hợp bởi 1 lượng từ thông, Φ thì cuộn dây có kết hợp từ thông N và bất cứ dòng điện nào, (  i  ) chảy qua cuộn dây sẽ tạo ra 1 từ cảm thông ứng theo hướng trái lại với dòng chảy. Sau ấy, theo Định luật Faraday, bất cứ chỉnh sửa nào trong kết hợp từ thông này sẽ tạo ra điện áp tự chạm màn hình trong cuộn dây đơn:

dinh luat tu cam emf

  • Ở đâu:
  •     N là số lượt
  •     A là diện tích mặt cắt ngang trong m 2
  •     Φ là lượng thông trong Webers
  •     μ là thấm của nguyên liệu mấu chốt
  •     l là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét
  •     di / dt là vận tốc chỉnh sửa của dòng điện trong amps / giây

Từ trường biến thiên theo thời kì tạo ra 1 điện áp tỉ lệ thuận với vận tốc chỉnh sửa của dòng điện tạo ra nó với trị giá dương cho thấy sự ngày càng tăng của emf và trị giá âm bộc lộ sự giảm emf. Phương trình liên can tới điện áp, dòng điện và điện cảm tự cảm này có thể được tìm thấy bằng cách thay thế μN 2 A / l bằng L bộc lộ hằng số tỉ lệ gọi là Độ tự cảm của cuộn dây.

Mối quan hệ giữa từ thông trong cuộn cảm và dòng điện chạy qua cuộn cảm được cho là: NΦ = Li . Vì 1 cuộn cảm bao gồm 1 cuộn dây dẫn, điều này sau ấy làm giảm phương trình trên để phục vụ emf tự chạm màn hình, thỉnh thoảng được gọi là emf phía sau gây ra trong cuộn dây:

Độ tự cảm EMF

Độ tự cảm EMF

Trong ấy: L là độ tự cảm và di / dt vận tốc chỉnh sửa dòng điện.

cuon cam
Cuộn cảm
Vì thế, từ phương trình này, chúng ta có thể nói rằng vận tốc tự chạm màn hình emf = độ tự cảm x vận tốc chỉnh sửa dòng điện và 1 mạch có độ tự cảm của 1 Henry sẽ có 1 emf 1 volt gây ra trong mạch lúc dòng điện chạy qua mạch chỉnh sửa với vận tốc 1 ampere mỗi giây.

1 điểm quan trọng cần xem xét về phương trình trên. Nó chỉ liên can tới emf được tạo ra trên cuộn cảm với sự chỉnh sửa dòng điện bởi vì nếu dòng điện của cuộn cảm ko đổi và ko chỉnh sửa như ở dòng điện DC ở tình trạng bất biến, thì điện áp emf chạm màn hình sẽ bằng 0 vì vận tốc chỉnh sửa dòng điện tức thì là ko, di / dt = 0 .

Với dòng điện 1 chiều ở tình trạng bất biến chạy qua cuộn cảm và do ấy điện áp chạm màn hình bằng 0 trên nó, cuộn cảm vào vai trò ngắn mạch bằng 1 đoạn dây hoặc chí ít là điện trở có trị giá rất thấp. Nói cách khác, sự đối lập với dòng điện được cung ứng bởi 1 cuộn cảm rất không giống nhau giữa các mạch AC và DC.

Hằng số thời kì của 1 cuộn cảm

Hiện giờ chúng ta biết rằng dòng điện chẳng thể chỉnh sửa tức thì trong 1 cuộn cảm vì để điều này xảy ra, dòng điện sẽ cần chỉnh sửa 1 lượng hữu hạn chỉ mất khoảng 0, điều này sẽ dẫn tới vận tốc chỉnh sửa dòng điện là vô biên, di / dt =  ∞ , khiến cho emf chạm màn hình vô biên cũng như điện áp vô biên ko còn đó. Không những thế, nếu dòng điện chạy qua 1 cuộn cảm chỉnh sửa rất nhanh, chả hạn như với hoạt động của 1 công tắc, điện áp cao có thể được chạm màn hình trên cuộn dây cuộn cảm.
mạch điện dẫn
Xét mạch của cuộn cảm bên phải. Với công tắc, (  S1  ) mở, ko có dòng điện chạy qua cuộn cảm. Vì ko có dòng điện chạy qua cuộn cảm, vận tốc chỉnh sửa của dòng điện ( di / dt ) trong cuộn dây sẽ bằng ko. Nếu vận tốc chỉnh sửa của dòng điện bằng 0 thì ko có emf tự chạm màn hình, (  V L = 0  ) trong cuộn cảm.

Nếu hiện giờ chúng ta đóng công tắc (t = 0), 1 dòng điện sẽ chạy qua mạch và từ từ nâng cao trị giá cực đại của nó với vận tốc được xác định bởi độ tự cảm của cuộn cảm. Vận tốc dòng điện chạy qua cuộn cảm này nhân với độ tự cảm của cuộn cảm trong Henry, dẫn tới 1 số emf tự chạm màn hình có trị giá cố định được tạo ra trên cuộn dây được xác định bởi phương trình Faraday ở trên, V L  = Ldi / dt .

Emf tự chạm màn hình này trên cuộn dây chạm màn hình, (  V L  ) tranh đấu với điện áp được vận dụng cho tới lúc dòng điện đạt trị giá cực đại và đạt được điều kiện tình trạng bất biến. Dòng điện chạy qua cuộn dây chỉ được xác định bởi điện trở thuần DC hoặc điện cực thuần của cuộn dây vì trị giá chống cự của cuộn dây đã giảm về 0 vì vận tốc chỉnh sửa của dòng điện ( di / dt ) bằng 0 tiểu bang. Nói cách khác, dòng điện chỉ còn đó điện trở DC cuộn dây để chống lại dòng điện.

Gần giống, nếu công tắc, (S1) được mở, dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ khởi đầu giảm mà cuộn cảm sẽ lại chống lại sự chỉnh sửa này và nỗ lực giữ dòng điện chạy ở trị giá trước ấy bằng cách tạo ra điện áp theo hướng khác. Độ dốc của mùa thu sẽ âm và liên can tới độ tự cảm của cuộn dây như hình dưới đây.

Dòng điện và điện áp trong 1 cuộn cảm

Dòng điện và điện áp trong một cuộn cảm
Điện áp chạm màn hình sẽ được tạo ra bởi cuộn cảm lệ thuộc vào vận tốc chỉnh sửa dòng điện. Trong chỉ dẫn của chúng tôi về Chạm màn hình điện từ, Luật của Lenz đã tuyên bố rằng: Hướng đi của 1 emf chạm màn hình là tương tự nó sẽ luôn chống lại sự chỉnh sửa gây ra nó . Nói cách khác, 1 emf chạm màn hình sẽ xoành xoạch OPPOSE chuyển di hoặc chỉnh sửa khởi đầu emf chạm màn hình ở địa điểm trước tiên.

Vì thế, với dòng điện giảm, cực điện áp sẽ vào vai trò là nguồn và với dòng điện tăng, cực điện áp sẽ vào vai trò là tải. Vì thế, với cùng vận tốc chỉnh sửa dòng điện qua cuộn dây, tăng hoặc giảm cường độ của emf chạm màn hình sẽ giống nhau.

Thí dụ cuộn cảm số 1

1 dòng điện trực tiếp tình trạng bất biến gồm 4 ampe đi qua cuộn dây điện từ 0,5H. Điều gì sẽ là điện áp emf quay về gây ra trong cuộn dây nếu công tắc trong mạch trên được mở trong 10mS và dòng điện chạy qua cuộn dây giảm xuống 0 ampere.

điện áp cảm ứng trong một cuộn cảm

Nguồn trong 1 cuộn cảm

Chúng ta biết rằng 1 cuộn cảm trong mạch chống lại dòng điện, (  i  ) phê duyệt nó bởi vì dòng chảy này tạo ra 1 emf chống lại nó, Định luật Lenz. Sau ấy, công tác phải được tiến hành bởi nguồn pin bên ngoài để giữ cho dòng điện chạy trái lại với emf chạm màn hình này. Sức mạnh tức thì được sử dụng để buộc dòng điện, (  i  ) chống lại emf tự chạm màn hình này, (  V L  ) được đưa ra từ phía trên như:

Nguồn trong một cuộn cảm

Công suất trong 1 mạch được cho là, P = V * I do ấy:
năng lượng được hấp thụ bởi một cuộn cảm
1 cuộn cảm lý tưởng ko có điện trở chỉ có điện cảm nên R = 0 và do ấy ko có công suất nào bị tiêu tan trong cuộn dây, vì thế chúng ta có thể nói rằng 1 cuộn cảm lý tưởng có tổn thất điện năng bằng ko.

Năng lượng trong 1 cuộn cảm

Lúc năng lượng chảy vào 1 cuộn cảm, năng lượng được lưu trữ trong từ trường của nó. Lúc dòng điện chạy qua cuộn cảm tăng và di / dt trở thành mập hơn 0, công suất tức thì trong mạch cũng phải mập hơn 0, (  P> 0  ), tức là hăng hái có tức là năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm.

Gần giống, nếu dòng điện qua cuộn cảm giảm và di / dt bé hơn 0 thì công suất tức thì cũng phải bé hơn 0, (  P <0  ), tức là âm có tức là cuộn cảm đang đưa năng lượng quay về mạch. Sau ấy, bằng cách tích hợp phương trình cho công suất ở trên, tổng năng lượng từ xoành xoạch dương, được lưu trữ trong cuộn cảm do ấy được đưa ra như sau:

Năng lượng được lưu trữ bởi 1 cuộn cảm

Năng lượng được lưu trữ bởi một cuộn cảm
Trong ấy:   W ở joules, L ở Henries và tôi ở Amperes

Năng lượng thực thụ đang được lưu trữ trong từ trường xung quanh cuộn cảm bởi dòng điện chạy qua nó. Trong 1 cuộn cảm lý tưởng ko có điện trở hoặc điện dung, vì dòng điện làm tăng dòng năng lượng vào cuộn cảm và được lưu trữ ở ấy trong từ trường của nó nhưng ko bị mất, nó ko được giải phóng cho tới lúc dòng điện giảm và từ trường sụp đổ.

Sau ấy, trong 1 dòng điện xoay chiều, mạch điện xoay chiều 1 cuộn cảm liên tiếp lưu trữ và cung ứng năng lượng cho mỗi chu kỳ. Nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm ko đổi như trong mạch DC, thì ko có chỉnh sửa trong năng lượng được lưu trữ là P = Li (di / dt) = 0 .

Vì thế, cuộn cảm có thể được khái niệm là các thành phần bị động vì chúng có thể vừa lưu trữ và cung ứng năng lượng cho mạch, mà chúng chẳng thể tạo ra năng lượng. 1 cuộn cảm lý tưởng được phân loại là mất ít hơn, có tức là nó có thể lưu trữ năng lượng vô thời hạn vì ko mất năng lượng.

Không những thế, cuộn cảm thực sẽ luôn có 1 số điện trở liên can tới cuộn dây của cuộn dây và bất kỳ lúc nào dòng điện chạy qua năng lượng điện trở bị mất dưới dạng nhiệt do Định luật Ohms, (  P = I 2  R  ) bất kể dòng điện có xen kẽ hay ko hoặc ko đổi.

Sau ấy, việc sử dụng chính cho cuộn cảm là trong các mạch lọc, mạch cộng hưởng và cho giới hạn dòng điện. 1 cuộn cảm có thể được sử dụng trong các mạch để chặn hoặc định hình lại dòng điện xoay chiều hoặc 1 dải tần số hình sin, và trong vai trò này, 1 cuộn cảm có thể được sử dụng để điều chỉnh 1 bộ thu sóng vô tuyến dễ dàng hoặc nhiều loại dao động không giống nhau. Nó cũng có thể bảo vệ các thiết bị mẫn cảm khỏi các xung điện áp tàn phá và dòng điện thâm nhập cao.

Trong chỉ dẫn tiếp theo về cuộn cảm, chúng ta sẽ thấy rằng điện trở hiệu dụng của cuộn dây được gọi là cuộn cảm, và độ tự cảm nhưng như chúng ta biết hiện giờ là đặc tính của 1 dây dẫn điện nhưng đối chọi với sự chỉnh sửa của dòng điện dòng điện, có thể là bên trong chạm màn hình, được gọi là tự cảm hoặc chạm màn hình bên ngoài, được gọi là tự cảm lẫn nhau.

Video định nghĩa cuộn cảm là gì? Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm

 

đèn LED Bạc Liêu


Thông tin thêm

Cuộn cảm
#Cuộn #cảm
[rule_3_plain] #Cuộn #cảm

Nếu bạn học vật lý điện tử, bạn sẽ bắt gặp các từ chuyên môn như cuộn cảm, độ tự cảm, inductor, hệ số tự cảm, cuộn dây điện, cuộn dây, công thức tính độ tự cảm, cảm kháng, cuộn cảm cao tần, inductor là gì. Chắc hẳn bạn đều thắc mắc muốn mày mò về nó. Bạn tự hỏi cuộn cảm là gì (What is an inductor?)? Cấu tạo của cuộn cảm như thế nào? Và nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm cũng như những phần mềm thực tiễn của cuộn cảm ra sao? Trong bài này chúng ta cùng mày mò nhé.

Cuộn cảm là gì?
Cuộn cảm có tên gọi là cuộn từ hay cuộn từ cảm, là 1 linh kiện điện tử bị động được cấu tạo từ rất nhiều vòng dây điện (lõi đồng) quấn bao quanh các lõi (sắt non, nam châm, ko khí). Lúc dòng điện chạy qua sẽ sinh ra từ trường, độ mạnh của từ trường mạnh hay yếu gọi là độ tự cảm hay từ dung ký hiệu là L và đơn vị đo là Henry (H). Các lõi sắt trong cuộn cảm được làm bằng các tấm lá thép non.

Bạn có thể hiểu ngắn gọn như sau:
1 cuộn cảm chỉ là 1 cuộn dây quấn bao quanh 1 số loại lõi. Lõi có thể chỉ là ko khí hoặc nó có thể là 1 nam châm.
Lúc bạn cho 1 dòng điện chạy qua cuộn cảm, 1 từ trường được tạo ra bao quanh nó.
Bằng cách sử dụng lõi nam châm, từ trường sẽ mạnh hơn rất nhiều.
Nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm:
Lúc ta có cuộn cảm rồi, nếu cho dòng điện 1 chiều DC chạy qua. Dòng điện sẽ sinh ra 1 từ trường B có cường độ và chiều ko đổi ứng với chiều và cường độ dòng điện DC. Và dòng DC có tần số bằng 0, cuộn dây hoạt động như 1 điện trở có điện trở kháng gần bằng 0.
Trái lại lúc ta cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm, nó sẽ sinh ra từ trường biến thiên (B) và 1 trường điện trường E, điện trường này biến thiên mà luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ dựa dẫm vào tần số của dòng xoay chiều.
Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số không giống nhau tùy vào đặc tính chi tiết của từng cuộn cảm, giúp bất biến dòng, phần mềm trong các mạch lọc tần số.
1 dòng điện qua bất cứ dây nào sẽ tạo ra 1 từ trường. Cuộn cảm là 1 dây có hình dáng để từ trường sẽ mạnh hơn nhiều.

Lý do 1 cuộn cảm hoạt động theo cách của nó là vì từ trường này. Lĩnh vực này tiến hành 1 số dụng cụ vật lý yêu thuật chống lại dòng điện xoay chiều.
Tôi ko thích đi sâu vào vật lý và toán học. Nhưng mà nếu bạn muốn đọc 1 lời giảng giải cụ thể hơn, hãy xem bài viết của cuộn cảm Wikipedia.
Cuộn cảm sử dụng để làm gì?
Cuộn cảm gần giống như 1 tụ điện. Trong mạch, nó sẽ cản lại dòng điện xoay chiều (AC) và để dòng điện 1 chiều (DC) chạy qua tự do.
Nó sẽ ngăn cản dòng điện xoay chiều (AC). Nhưng mà dòng điện 1 chiều (DC) thì sẽ tự do cho chạy qua.
Tôi đa số ko bao giờ sử dụng cuộn cảm. Cốt yếu là vì tôi có xu thế dính vào các mạch kỹ thuật số. Nhưng mà thỉnh thoảng tôi đã sử dụng chúng để tạo bộ lọc hoặc bộ dao động.
Và chúng chính yếu được sử dụng vào mục tiêu đo. Phần mềm trong bộ lọc và bộ dao động.
Bạn thường tìm thấy cuộn cảm trong thiết bị điện tử AC gần giống như thiết bị vô tuyến, hay quạt máy, motor.
Và đây là quan điểm của 1 bạn gửi cho tôi viết về phần mềm của cuộn cảm.

Chào.
Tôi đọc bài viết của bạn về cuộn cảm và tôi nghĩ rằng 1 vài điều cần được làm rõ 1 chút.
Bạn nói rằng bạn đa số ko bao giờ sử dụng cuộn cảm vì bạn có xu thế dính vào các mạch kỹ thuật số.
Mặc dầu có thể ko cần phải có cho hoạt động xác thực trong môi trường được kiểm soát, mà kiên cố là cần phải có trong 1 thành phầm thương nghiệp.
Để phục vụ nhu cầu EMC của các thành phầm thương nghiệp, vốn luôn gian khổ, bạn sẽ hầu như luôn muốn sử dụng cuộn cảm.
EMC là viết tắt của Bản lĩnh điện từ.
Điều này khá dễ dàng là sự tương tác giữa các mạch; hoạt động xác thực của 1 mạch trong môi trường ồn ã và nó ko làm hỏng các mạch khác quá nhiều.
Thông thường, bạn sẽ tìm thấy 1 cơ chế chung bị sặc ở đầu vào của bộ biến đổi DC-DC để giảm tiếng ồn bên ngoài. Cuộn cảm cũng sẽ giúp giảm tiếng ồn phát ra từ mạch.
Giữa các bộ điều chỉnh không giống nhau, như nếu bạn muốn mạng 3,3 V và 5 V, bạn sẽ muốn sử dụng cái gọi là hạt công suất để loại trừ nhiễu theo cùng 1 cách.
Biến đổi tiếng ồn có thể thu thập nếu các giải pháp ko được tiến hành và trường hợp xấu nhất sẽ là 1 mạch ko hoạt động. Điều quan trọng cần xem xét là việc sử dụng đúng tụ điện bypass sẽ làm giảm đáng kể vấn đề này.
Đúng là cuộn cảm chính yếu được sử dụng cho các bộ lọc và bộ dao động. Không những thế, tôi muốn chỉ ra rằng lọc cung ứng năng lượng có nhẽ là cách sử dụng tầm thường nhất hiện tại.
Đừng quên rằng 1 máy biến áp cũng được làm từ 2 cuộn cảm ..

Từ trường và từ dung
Lúc có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và biến thành nam châm điện. Lúc ko có dòng điện chạy qua, cuộn dây ko có từ. Từ trường sản sinh tỷ lệ với dòng điện
B.A=IL
Hệ số tỉ lệ L là từ dung hay độ tự cảm, là thuộc tính vật lý của cuộn dây, đo bằng đơn vị Henry – H, trình bày bản lĩnh sản sinh từ của cuộn dây bởi 1 dòng điện, A là diện tích bề mặt cuộn dây. B.A ứng với từ thông. Từ dung càng mập thì từ thông sinh ra càng mập (ứng với cùng 1 dòng điện), và cũng ứng với dự trữ năng lượng từ trường (từ năng) trong cuộn dây càng mập.
Bảng dưới đây tóm lược công thức tính từ dung cho 1 số trường hợp
Trường hợp
Công thức
Chú giải
Hình trụ tròn dài

L = từ dung đo bằng Henry (H)
μ0 = độ từ thẩm của chân ko = 4{displaystyle pi } × 10−7 H/m
K = hệ số Nagaoka[1] N = số vòng
A = tiết diện cuộn dây đo bằng mét vuông (m2)
l = chiều dài cuộn dây (m)

Dây dẫn thẳng dài

L = từ dung (H)
l = chiều dài dây (m)
d = đường kính dây (m)

L = từ dung (H)
l = chiều dài dây (in)
d = đường kính dây (in)

Cuộn dây trụ tròn ngắn

L = từ dung (µH)
r = bán kính ngoài của cuộn dây (in)
l = chiều dài cuộn dây (in)
N = số vòng quấn

Cuộn dây nhiều lớp

L = từ dung (µH)
r = bán kính trung bình của cuộn dây (in)
l = chiều dài của dây quấn (in)
N = số vòng
d = độ dày của lớp quấn (in)

Cuộn dây quấn xoáy ốc trên mặt phẳng

L = từ dung (H)
r = bán kính trung bình của cuộn dây (m)
N = số vòng
d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (m)

L = từ dung (H)
r = bán kính trung bình của cuộn dây (in)
N = số vòng
d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (in)

Lõi hình vòng xuyến (tiết diện tròn)

L = từ dung (H)
μ0 = độ từ thẩm của chân ko = 4{displaystyle pi } × 10−7 H/m
μr = độ từ thẩm hơi hơi của nguyên liệu lõi
N = số vòng
r = bán kính vòng quấn (m)
D = đường kính vòng xuyến (m)

Ký hiệu cuộn cảm

Dòng điện, i chảy qua 1 cuộn cảm tạo ra từ thông tỉ lệ với nó. Nhưng mà ko giống như 1 Tụ điện chống lại sự chỉnh sửa điện áp trên các bản của chúng, 1 cuộn cảm phản đối vận tốc chỉnh sửa của dòng điện chạy qua nó do sự tích tụ năng lượng tự chạm màn hình trong từ trường của nó.
Nói cách khác, cuộn cảm chống lại hoặc chống lại sự chỉnh sửa của dòng điện mà sẽ dễ dãi vượt qua dòng điện 1 chiều bất biến. Bản lĩnh này của 1 cuộn cảm chống lại sự chỉnh sửa của dòng điện và cũng liên can tới dòng điện, i với kết hợp từ thông của nó, NΦ là 1 hằng số tỉ lệ được gọi là Điện cảm được đặt ký hiệu L với các đơn vị của Henry , ( H ) sau Joseph Henry.
Bởi vì Henry là 1 đơn vị tự cảm hơi hơi mập theo cách riêng của nó, đối với các đơn vị phụ của cuộn cảm bé hơn của He
Độ tự cảm
Tiếp đầu ngữ
Ký hiệu
Số nhân
Độ mạnh
milli
m
1 / 1.000
10 -3
vi mô
Củ cải
1 / 1.000.000
10 -6
nano
n
1 / 1.000.000.000
10 -9
Vì thế, để hiển thị các đơn vị con của Henry, chúng tôi sẽ sử dụng làm tỉ dụ:
1mH = 1 milli-Henry   – tương đương với 1 phần ngàn (1/1000) của Henry.
100μH = 100 micro-Henries   – tương đương với 100 triệu (1 / 1.000.000) của Henry.
Cuộn cảm hoặc cuộn dây rất tầm thường trong các mạch điện và có nhiều nhân tố quyết định độ tự cảm của cuộn dây như hình dáng của cuộn dây, số vòng dây của cách điện, số lớp dây, khoảng cách giữa các vòng , tính thấm của nguyên liệu lõi, kích tấc hoặc diện tích mặt cắt ngang của lõi, v.v., để đặt tên cho 1 số ít.
1 cuộn dây có 1 vùng lõi trung tâm, (  A  ) với số vòng dây ko đổi trên 1 đơn vị chiều dài, (  l  ). Vì thế, nếu 1 cuộn dây N được kết hợp bởi 1 lượng từ thông, Φ thì cuộn dây có kết hợp từ thông N và bất cứ dòng điện nào, (  i  ) chảy qua cuộn dây sẽ tạo ra 1 từ cảm thông ứng theo hướng trái lại với dòng chảy. Sau ấy, theo Định luật Faraday, bất cứ chỉnh sửa nào trong kết hợp từ thông này sẽ tạo ra điện áp tự chạm màn hình trong cuộn dây đơn:

Ở đâu:
    N là số lượt
    A là diện tích mặt cắt ngang trong m 2
    Φ là lượng thông trong Webers
    μ là thấm của nguyên liệu mấu chốt
    l là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét
    di / dt là vận tốc chỉnh sửa của dòng điện trong amps / giây
Từ trường biến thiên theo thời kì tạo ra 1 điện áp tỉ lệ thuận với vận tốc chỉnh sửa của dòng điện tạo ra nó với trị giá dương cho thấy sự ngày càng tăng của emf và trị giá âm bộc lộ sự giảm emf. Phương trình liên can tới điện áp, dòng điện và điện cảm tự cảm này có thể được tìm thấy bằng cách thay thế μN 2 A / l bằng L bộc lộ hằng số tỉ lệ gọi là Độ tự cảm của cuộn dây.
Mối quan hệ giữa từ thông trong cuộn cảm và dòng điện chạy qua cuộn cảm được cho là: NΦ = Li . Vì 1 cuộn cảm bao gồm 1 cuộn dây dẫn, điều này sau ấy làm giảm phương trình trên để phục vụ emf tự chạm màn hình, thỉnh thoảng được gọi là emf phía sau gây ra trong cuộn dây:
Độ tự cảm EMF

Trong ấy: L là độ tự cảm và di / dt vận tốc chỉnh sửa dòng điện.
Cuộn cảmVì vậy, từ phương trình này, chúng ta có thể nói rằng vận tốc tự chạm màn hình emf = độ tự cảm x vận tốc chỉnh sửa dòng điện và 1 mạch có độ tự cảm của 1 Henry sẽ có 1 emf 1 volt gây ra trong mạch lúc dòng điện chạy qua mạch chỉnh sửa với vận tốc 1 ampere mỗi giây.
1 điểm quan trọng cần xem xét về phương trình trên. Nó chỉ liên can tới emf được tạo ra trên cuộn cảm với sự chỉnh sửa dòng điện bởi vì nếu dòng điện của cuộn cảm ko đổi và ko chỉnh sửa như ở dòng điện DC ở tình trạng bất biến, thì điện áp emf chạm màn hình sẽ bằng 0 vì vận tốc chỉnh sửa dòng điện tức thì là ko, di / dt = 0 .
Với dòng điện 1 chiều ở tình trạng bất biến chạy qua cuộn cảm và do ấy điện áp chạm màn hình bằng 0 trên nó, cuộn cảm vào vai trò ngắn mạch bằng 1 đoạn dây hoặc chí ít là điện trở có trị giá rất thấp. Nói cách khác, sự đối lập với dòng điện được cung ứng bởi 1 cuộn cảm rất không giống nhau giữa các mạch AC và DC.
Hằng số thời kì của 1 cuộn cảm
Hiện giờ chúng ta biết rằng dòng điện chẳng thể chỉnh sửa tức thì trong 1 cuộn cảm vì để điều này xảy ra, dòng điện sẽ cần chỉnh sửa 1 lượng hữu hạn chỉ mất khoảng 0, điều này sẽ dẫn tới vận tốc chỉnh sửa dòng điện là vô biên, di / dt =  ∞ , khiến cho emf chạm màn hình vô biên cũng như điện áp vô biên ko còn đó. Không những thế, nếu dòng điện chạy qua 1 cuộn cảm chỉnh sửa rất nhanh, chả hạn như với hoạt động của 1 công tắc, điện áp cao có thể được chạm màn hình trên cuộn dây cuộn cảm.Xét mạch của cuộn cảm bên phải. Với công tắc, (  S1  ) mở, ko có dòng điện chạy qua cuộn cảm. Vì ko có dòng điện chạy qua cuộn cảm, vận tốc chỉnh sửa của dòng điện ( di / dt ) trong cuộn dây sẽ bằng ko. Nếu vận tốc chỉnh sửa của dòng điện bằng 0 thì ko có emf tự chạm màn hình, (  V L = 0  ) trong cuộn cảm.
Nếu hiện giờ chúng ta đóng công tắc (t = 0), 1 dòng điện sẽ chạy qua mạch và từ từ nâng cao trị giá cực đại của nó với vận tốc được xác định bởi độ tự cảm của cuộn cảm. Vận tốc dòng điện chạy qua cuộn cảm này nhân với độ tự cảm của cuộn cảm trong Henry, dẫn tới 1 số emf tự chạm màn hình có trị giá cố định được tạo ra trên cuộn dây được xác định bởi phương trình Faraday ở trên, V L  = Ldi / dt .
Emf tự chạm màn hình này trên cuộn dây chạm màn hình, (  V L  ) tranh đấu với điện áp được vận dụng cho tới lúc dòng điện đạt trị giá cực đại và đạt được điều kiện tình trạng bất biến. Dòng điện chạy qua cuộn dây chỉ được xác định bởi điện trở thuần DC hoặc điện cực thuần của cuộn dây vì trị giá chống cự của cuộn dây đã giảm về 0 vì vận tốc chỉnh sửa của dòng điện ( di / dt ) bằng 0 tiểu bang. Nói cách khác, dòng điện chỉ còn đó điện trở DC cuộn dây để chống lại dòng điện.
Gần giống, nếu công tắc, (S1) được mở, dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ khởi đầu giảm mà cuộn cảm sẽ lại chống lại sự chỉnh sửa này và nỗ lực giữ dòng điện chạy ở trị giá trước ấy bằng cách tạo ra điện áp theo hướng khác. Độ dốc của mùa thu sẽ âm và liên can tới độ tự cảm của cuộn dây như hình dưới đây.
Dòng điện và điện áp trong 1 cuộn cảm
Điện áp chạm màn hình sẽ được tạo ra bởi cuộn cảm lệ thuộc vào vận tốc chỉnh sửa dòng điện. Trong chỉ dẫn của chúng tôi về Chạm màn hình điện từ, Luật của Lenz đã tuyên bố rằng: Hướng đi của 1 emf chạm màn hình là tương tự nó sẽ luôn chống lại sự chỉnh sửa gây ra nó . Nói cách khác, 1 emf chạm màn hình sẽ xoành xoạch OPPOSE chuyển di hoặc chỉnh sửa khởi đầu emf chạm màn hình ở địa điểm trước tiên.
Vì thế, với dòng điện giảm, cực điện áp sẽ vào vai trò là nguồn và với dòng điện tăng, cực điện áp sẽ vào vai trò là tải. Vì thế, với cùng vận tốc chỉnh sửa dòng điện qua cuộn dây, tăng hoặc giảm cường độ của emf chạm màn hình sẽ giống nhau.
Thí dụ cuộn cảm số 1
1 dòng điện trực tiếp tình trạng bất biến gồm 4 ampe đi qua cuộn dây điện từ 0,5H. Điều gì sẽ là điện áp emf quay về gây ra trong cuộn dây nếu công tắc trong mạch trên được mở trong 10mS và dòng điện chạy qua cuộn dây giảm xuống 0 ampere.

Nguồn trong 1 cuộn cảm
Chúng ta biết rằng 1 cuộn cảm trong mạch chống lại dòng điện, (  i  ) phê duyệt nó bởi vì dòng chảy này tạo ra 1 emf chống lại nó, Định luật Lenz. Sau ấy, công tác phải được tiến hành bởi nguồn pin bên ngoài để giữ cho dòng điện chạy trái lại với emf chạm màn hình này. Sức mạnh tức thì được sử dụng để buộc dòng điện, (  i  ) chống lại emf tự chạm màn hình này, (  V L  ) được đưa ra từ phía trên như:

Công suất trong 1 mạch được cho là, P = V * I do ấy:1 cuộn cảm lý tưởng ko có điện trở chỉ có điện cảm nên R = 0 và do ấy ko có công suất nào bị tiêu tan trong cuộn dây, vì thế chúng ta có thể nói rằng 1 cuộn cảm lý tưởng có tổn thất điện năng bằng ko.
Năng lượng trong 1 cuộn cảm
Lúc năng lượng chảy vào 1 cuộn cảm, năng lượng được lưu trữ trong từ trường của nó. Lúc dòng điện chạy qua cuộn cảm tăng và di / dt trở thành mập hơn 0, công suất tức thì trong mạch cũng phải mập hơn 0, (  P> 0  ), tức là hăng hái có tức là năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm.
Gần giống, nếu dòng điện qua cuộn cảm giảm và di / dt bé hơn 0 thì công suất tức thì cũng phải bé hơn 0, (  P <0  ), tức là âm có tức là cuộn cảm đang đưa năng lượng quay về mạch. Sau ấy, bằng cách tích hợp phương trình cho công suất ở trên, tổng năng lượng từ xoành xoạch dương, được lưu trữ trong cuộn cảm do ấy được đưa ra như sau:
Năng lượng được lưu trữ bởi 1 cuộn cảm
Trong ấy:   W ở joules, L ở Henries và tôi ở Amperes
Năng lượng thực thụ đang được lưu trữ trong từ trường xung quanh cuộn cảm bởi dòng điện chạy qua nó. Trong 1 cuộn cảm lý tưởng ko có điện trở hoặc điện dung, vì dòng điện làm tăng dòng năng lượng vào cuộn cảm và được lưu trữ ở ấy trong từ trường của nó nhưng ko bị mất, nó ko được giải phóng cho tới lúc dòng điện giảm và từ trường sụp đổ.
Sau ấy, trong 1 dòng điện xoay chiều, mạch điện xoay chiều 1 cuộn cảm liên tiếp lưu trữ và cung ứng năng lượng cho mỗi chu kỳ. Nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm ko đổi như trong mạch DC, thì ko có chỉnh sửa trong năng lượng được lưu trữ là P = Li (di / dt) = 0 .
Vì thế, cuộn cảm có thể được khái niệm là các thành phần bị động vì chúng có thể vừa lưu trữ và cung ứng năng lượng cho mạch, mà chúng chẳng thể tạo ra năng lượng. 1 cuộn cảm lý tưởng được phân loại là mất ít hơn, có tức là nó có thể lưu trữ năng lượng vô thời hạn vì ko mất năng lượng.
Không những thế, cuộn cảm thực sẽ luôn có 1 số điện trở liên can tới cuộn dây của cuộn dây và bất kỳ lúc nào dòng điện chạy qua năng lượng điện trở bị mất dưới dạng nhiệt do Định luật Ohms, (  P = I 2  R  ) bất kể dòng điện có xen kẽ hay ko hoặc ko đổi.
Sau ấy, việc sử dụng chính cho cuộn cảm là trong các mạch lọc, mạch cộng hưởng và cho giới hạn dòng điện. 1 cuộn cảm có thể được sử dụng trong các mạch để chặn hoặc định hình lại dòng điện xoay chiều hoặc 1 dải tần số hình sin, và trong vai trò này, 1 cuộn cảm có thể được sử dụng để điều chỉnh 1 bộ thu sóng vô tuyến dễ dàng hoặc nhiều loại dao động không giống nhau. Nó cũng có thể bảo vệ các thiết bị mẫn cảm khỏi các xung điện áp tàn phá và dòng điện thâm nhập cao.
Trong chỉ dẫn tiếp theo về cuộn cảm, chúng ta sẽ thấy rằng điện trở hiệu dụng của cuộn dây được gọi là cuộn cảm, và độ tự cảm nhưng như chúng ta biết hiện giờ là đặc tính của 1 dây dẫn điện nhưng đối chọi với sự chỉnh sửa của dòng điện dòng điện, có thể là bên trong chạm màn hình, được gọi là tự cảm hoặc chạm màn hình bên ngoài, được gọi là tự cảm lẫn nhau.
Video định nghĩa cuộn cảm là gì? Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm

 

#Cuộn #cảm
[rule_2_plain] #Cuộn #cảm
[rule_2_plain] #Cuộn #cảm
[rule_3_plain]

#Cuộn #cảm

Nếu bạn học vật lý điện tử, bạn sẽ bắt gặp các từ chuyên môn như cuộn cảm, độ tự cảm, inductor, hệ số tự cảm, cuộn dây điện, cuộn dây, công thức tính độ tự cảm, cảm kháng, cuộn cảm cao tần, inductor là gì. Chắc hẳn bạn đều thắc mắc muốn mày mò về nó. Bạn tự hỏi cuộn cảm là gì (What is an inductor?)? Cấu tạo của cuộn cảm như thế nào? Và nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm cũng như những phần mềm thực tiễn của cuộn cảm ra sao? Trong bài này chúng ta cùng mày mò nhé.

Cuộn cảm là gì?
Cuộn cảm có tên gọi là cuộn từ hay cuộn từ cảm, là 1 linh kiện điện tử bị động được cấu tạo từ rất nhiều vòng dây điện (lõi đồng) quấn bao quanh các lõi (sắt non, nam châm, ko khí). Lúc dòng điện chạy qua sẽ sinh ra từ trường, độ mạnh của từ trường mạnh hay yếu gọi là độ tự cảm hay từ dung ký hiệu là L và đơn vị đo là Henry (H). Các lõi sắt trong cuộn cảm được làm bằng các tấm lá thép non.

Bạn có thể hiểu ngắn gọn như sau:
1 cuộn cảm chỉ là 1 cuộn dây quấn bao quanh 1 số loại lõi. Lõi có thể chỉ là ko khí hoặc nó có thể là 1 nam châm.
Lúc bạn cho 1 dòng điện chạy qua cuộn cảm, 1 từ trường được tạo ra bao quanh nó.
Bằng cách sử dụng lõi nam châm, từ trường sẽ mạnh hơn rất nhiều.
Nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm:
Lúc ta có cuộn cảm rồi, nếu cho dòng điện 1 chiều DC chạy qua. Dòng điện sẽ sinh ra 1 từ trường B có cường độ và chiều ko đổi ứng với chiều và cường độ dòng điện DC. Và dòng DC có tần số bằng 0, cuộn dây hoạt động như 1 điện trở có điện trở kháng gần bằng 0.
Trái lại lúc ta cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm, nó sẽ sinh ra từ trường biến thiên (B) và 1 trường điện trường E, điện trường này biến thiên mà luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ dựa dẫm vào tần số của dòng xoay chiều.
Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số không giống nhau tùy vào đặc tính chi tiết của từng cuộn cảm, giúp bất biến dòng, phần mềm trong các mạch lọc tần số.
1 dòng điện qua bất cứ dây nào sẽ tạo ra 1 từ trường. Cuộn cảm là 1 dây có hình dáng để từ trường sẽ mạnh hơn nhiều.

Lý do 1 cuộn cảm hoạt động theo cách của nó là vì từ trường này. Lĩnh vực này tiến hành 1 số dụng cụ vật lý yêu thuật chống lại dòng điện xoay chiều.
Tôi ko thích đi sâu vào vật lý và toán học. Nhưng mà nếu bạn muốn đọc 1 lời giảng giải cụ thể hơn, hãy xem bài viết của cuộn cảm Wikipedia.
Cuộn cảm sử dụng để làm gì?
Cuộn cảm gần giống như 1 tụ điện. Trong mạch, nó sẽ cản lại dòng điện xoay chiều (AC) và để dòng điện 1 chiều (DC) chạy qua tự do.
Nó sẽ ngăn cản dòng điện xoay chiều (AC). Nhưng mà dòng điện 1 chiều (DC) thì sẽ tự do cho chạy qua.
Tôi đa số ko bao giờ sử dụng cuộn cảm. Cốt yếu là vì tôi có xu thế dính vào các mạch kỹ thuật số. Nhưng mà thỉnh thoảng tôi đã sử dụng chúng để tạo bộ lọc hoặc bộ dao động.
Và chúng chính yếu được sử dụng vào mục tiêu đo. Phần mềm trong bộ lọc và bộ dao động.
Bạn thường tìm thấy cuộn cảm trong thiết bị điện tử AC gần giống như thiết bị vô tuyến, hay quạt máy, motor.
Và đây là quan điểm của 1 bạn gửi cho tôi viết về phần mềm của cuộn cảm.

Chào.
Tôi đọc bài viết của bạn về cuộn cảm và tôi nghĩ rằng 1 vài điều cần được làm rõ 1 chút.
Bạn nói rằng bạn đa số ko bao giờ sử dụng cuộn cảm vì bạn có xu thế dính vào các mạch kỹ thuật số.
Mặc dầu có thể ko cần phải có cho hoạt động xác thực trong môi trường được kiểm soát, mà kiên cố là cần phải có trong 1 thành phầm thương nghiệp.
Để phục vụ nhu cầu EMC của các thành phầm thương nghiệp, vốn luôn gian khổ, bạn sẽ hầu như luôn muốn sử dụng cuộn cảm.
EMC là viết tắt của Bản lĩnh điện từ.
Điều này khá dễ dàng là sự tương tác giữa các mạch; hoạt động xác thực của 1 mạch trong môi trường ồn ã và nó ko làm hỏng các mạch khác quá nhiều.
Thông thường, bạn sẽ tìm thấy 1 cơ chế chung bị sặc ở đầu vào của bộ biến đổi DC-DC để giảm tiếng ồn bên ngoài. Cuộn cảm cũng sẽ giúp giảm tiếng ồn phát ra từ mạch.
Giữa các bộ điều chỉnh không giống nhau, như nếu bạn muốn mạng 3,3 V và 5 V, bạn sẽ muốn sử dụng cái gọi là hạt công suất để loại trừ nhiễu theo cùng 1 cách.
Biến đổi tiếng ồn có thể thu thập nếu các giải pháp ko được tiến hành và trường hợp xấu nhất sẽ là 1 mạch ko hoạt động. Điều quan trọng cần xem xét là việc sử dụng đúng tụ điện bypass sẽ làm giảm đáng kể vấn đề này.
Đúng là cuộn cảm chính yếu được sử dụng cho các bộ lọc và bộ dao động. Không những thế, tôi muốn chỉ ra rằng lọc cung ứng năng lượng có nhẽ là cách sử dụng tầm thường nhất hiện tại.
Đừng quên rằng 1 máy biến áp cũng được làm từ 2 cuộn cảm ..

Từ trường và từ dung
Lúc có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và biến thành nam châm điện. Lúc ko có dòng điện chạy qua, cuộn dây ko có từ. Từ trường sản sinh tỷ lệ với dòng điện
B.A=IL
Hệ số tỉ lệ L là từ dung hay độ tự cảm, là thuộc tính vật lý của cuộn dây, đo bằng đơn vị Henry – H, trình bày bản lĩnh sản sinh từ của cuộn dây bởi 1 dòng điện, A là diện tích bề mặt cuộn dây. B.A ứng với từ thông. Từ dung càng mập thì từ thông sinh ra càng mập (ứng với cùng 1 dòng điện), và cũng ứng với dự trữ năng lượng từ trường (từ năng) trong cuộn dây càng mập.
Bảng dưới đây tóm lược công thức tính từ dung cho 1 số trường hợp
Trường hợp
Công thức
Chú giải
Hình trụ tròn dài

L = từ dung đo bằng Henry (H)
μ0 = độ từ thẩm của chân ko = 4{displaystyle pi } × 10−7 H/m
K = hệ số Nagaoka[1] N = số vòng
A = tiết diện cuộn dây đo bằng mét vuông (m2)
l = chiều dài cuộn dây (m)

Dây dẫn thẳng dài

L = từ dung (H)
l = chiều dài dây (m)
d = đường kính dây (m)

L = từ dung (H)
l = chiều dài dây (in)
d = đường kính dây (in)

Cuộn dây trụ tròn ngắn

L = từ dung (µH)
r = bán kính ngoài của cuộn dây (in)
l = chiều dài cuộn dây (in)
N = số vòng quấn

Cuộn dây nhiều lớp

L = từ dung (µH)
r = bán kính trung bình của cuộn dây (in)
l = chiều dài của dây quấn (in)
N = số vòng
d = độ dày của lớp quấn (in)

Cuộn dây quấn xoáy ốc trên mặt phẳng

L = từ dung (H)
r = bán kính trung bình của cuộn dây (m)
N = số vòng
d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (m)

L = từ dung (H)
r = bán kính trung bình của cuộn dây (in)
N = số vòng
d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (in)

Lõi hình vòng xuyến (tiết diện tròn)

L = từ dung (H)
μ0 = độ từ thẩm của chân ko = 4{displaystyle pi } × 10−7 H/m
μr = độ từ thẩm hơi hơi của nguyên liệu lõi
N = số vòng
r = bán kính vòng quấn (m)
D = đường kính vòng xuyến (m)

Ký hiệu cuộn cảm

Dòng điện, i chảy qua 1 cuộn cảm tạo ra từ thông tỉ lệ với nó. Nhưng mà ko giống như 1 Tụ điện chống lại sự chỉnh sửa điện áp trên các bản của chúng, 1 cuộn cảm phản đối vận tốc chỉnh sửa của dòng điện chạy qua nó do sự tích tụ năng lượng tự chạm màn hình trong từ trường của nó.
Nói cách khác, cuộn cảm chống lại hoặc chống lại sự chỉnh sửa của dòng điện mà sẽ dễ dãi vượt qua dòng điện 1 chiều bất biến. Bản lĩnh này của 1 cuộn cảm chống lại sự chỉnh sửa của dòng điện và cũng liên can tới dòng điện, i với kết hợp từ thông của nó, NΦ là 1 hằng số tỉ lệ được gọi là Điện cảm được đặt ký hiệu L với các đơn vị của Henry , ( H ) sau Joseph Henry.
Bởi vì Henry là 1 đơn vị tự cảm hơi hơi mập theo cách riêng của nó, đối với các đơn vị phụ của cuộn cảm bé hơn của He
Độ tự cảm
Tiếp đầu ngữ
Ký hiệu
Số nhân
Độ mạnh
milli
m
1 / 1.000
10 -3
vi mô
Củ cải
1 / 1.000.000
10 -6
nano
n
1 / 1.000.000.000
10 -9
Vì thế, để hiển thị các đơn vị con của Henry, chúng tôi sẽ sử dụng làm tỉ dụ:
1mH = 1 milli-Henry   – tương đương với 1 phần ngàn (1/1000) của Henry.
100μH = 100 micro-Henries   – tương đương với 100 triệu (1 / 1.000.000) của Henry.
Cuộn cảm hoặc cuộn dây rất tầm thường trong các mạch điện và có nhiều nhân tố quyết định độ tự cảm của cuộn dây như hình dáng của cuộn dây, số vòng dây của cách điện, số lớp dây, khoảng cách giữa các vòng , tính thấm của nguyên liệu lõi, kích tấc hoặc diện tích mặt cắt ngang của lõi, v.v., để đặt tên cho 1 số ít.
1 cuộn dây có 1 vùng lõi trung tâm, (  A  ) với số vòng dây ko đổi trên 1 đơn vị chiều dài, (  l  ). Vì thế, nếu 1 cuộn dây N được kết hợp bởi 1 lượng từ thông, Φ thì cuộn dây có kết hợp từ thông N và bất cứ dòng điện nào, (  i  ) chảy qua cuộn dây sẽ tạo ra 1 từ cảm thông ứng theo hướng trái lại với dòng chảy. Sau ấy, theo Định luật Faraday, bất cứ chỉnh sửa nào trong kết hợp từ thông này sẽ tạo ra điện áp tự chạm màn hình trong cuộn dây đơn:

Ở đâu:
    N là số lượt
    A là diện tích mặt cắt ngang trong m 2
    Φ là lượng thông trong Webers
    μ là thấm của nguyên liệu mấu chốt
    l là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét
    di / dt là vận tốc chỉnh sửa của dòng điện trong amps / giây
Từ trường biến thiên theo thời kì tạo ra 1 điện áp tỉ lệ thuận với vận tốc chỉnh sửa của dòng điện tạo ra nó với trị giá dương cho thấy sự ngày càng tăng của emf và trị giá âm bộc lộ sự giảm emf. Phương trình liên can tới điện áp, dòng điện và điện cảm tự cảm này có thể được tìm thấy bằng cách thay thế μN 2 A / l bằng L bộc lộ hằng số tỉ lệ gọi là Độ tự cảm của cuộn dây.
Mối quan hệ giữa từ thông trong cuộn cảm và dòng điện chạy qua cuộn cảm được cho là: NΦ = Li . Vì 1 cuộn cảm bao gồm 1 cuộn dây dẫn, điều này sau ấy làm giảm phương trình trên để phục vụ emf tự chạm màn hình, thỉnh thoảng được gọi là emf phía sau gây ra trong cuộn dây:
Độ tự cảm EMF

Trong ấy: L là độ tự cảm và di / dt vận tốc chỉnh sửa dòng điện.
Cuộn cảmVì vậy, từ phương trình này, chúng ta có thể nói rằng vận tốc tự chạm màn hình emf = độ tự cảm x vận tốc chỉnh sửa dòng điện và 1 mạch có độ tự cảm của 1 Henry sẽ có 1 emf 1 volt gây ra trong mạch lúc dòng điện chạy qua mạch chỉnh sửa với vận tốc 1 ampere mỗi giây.
1 điểm quan trọng cần xem xét về phương trình trên. Nó chỉ liên can tới emf được tạo ra trên cuộn cảm với sự chỉnh sửa dòng điện bởi vì nếu dòng điện của cuộn cảm ko đổi và ko chỉnh sửa như ở dòng điện DC ở tình trạng bất biến, thì điện áp emf chạm màn hình sẽ bằng 0 vì vận tốc chỉnh sửa dòng điện tức thì là ko, di / dt = 0 .
Với dòng điện 1 chiều ở tình trạng bất biến chạy qua cuộn cảm và do ấy điện áp chạm màn hình bằng 0 trên nó, cuộn cảm vào vai trò ngắn mạch bằng 1 đoạn dây hoặc chí ít là điện trở có trị giá rất thấp. Nói cách khác, sự đối lập với dòng điện được cung ứng bởi 1 cuộn cảm rất không giống nhau giữa các mạch AC và DC.
Hằng số thời kì của 1 cuộn cảm
Hiện giờ chúng ta biết rằng dòng điện chẳng thể chỉnh sửa tức thì trong 1 cuộn cảm vì để điều này xảy ra, dòng điện sẽ cần chỉnh sửa 1 lượng hữu hạn chỉ mất khoảng 0, điều này sẽ dẫn tới vận tốc chỉnh sửa dòng điện là vô biên, di / dt =  ∞ , khiến cho emf chạm màn hình vô biên cũng như điện áp vô biên ko còn đó. Không những thế, nếu dòng điện chạy qua 1 cuộn cảm chỉnh sửa rất nhanh, chả hạn như với hoạt động của 1 công tắc, điện áp cao có thể được chạm màn hình trên cuộn dây cuộn cảm.Xét mạch của cuộn cảm bên phải. Với công tắc, (  S1  ) mở, ko có dòng điện chạy qua cuộn cảm. Vì ko có dòng điện chạy qua cuộn cảm, vận tốc chỉnh sửa của dòng điện ( di / dt ) trong cuộn dây sẽ bằng ko. Nếu vận tốc chỉnh sửa của dòng điện bằng 0 thì ko có emf tự chạm màn hình, (  V L = 0  ) trong cuộn cảm.
Nếu hiện giờ chúng ta đóng công tắc (t = 0), 1 dòng điện sẽ chạy qua mạch và từ từ nâng cao trị giá cực đại của nó với vận tốc được xác định bởi độ tự cảm của cuộn cảm. Vận tốc dòng điện chạy qua cuộn cảm này nhân với độ tự cảm của cuộn cảm trong Henry, dẫn tới 1 số emf tự chạm màn hình có trị giá cố định được tạo ra trên cuộn dây được xác định bởi phương trình Faraday ở trên, V L  = Ldi / dt .
Emf tự chạm màn hình này trên cuộn dây chạm màn hình, (  V L  ) tranh đấu với điện áp được vận dụng cho tới lúc dòng điện đạt trị giá cực đại và đạt được điều kiện tình trạng bất biến. Dòng điện chạy qua cuộn dây chỉ được xác định bởi điện trở thuần DC hoặc điện cực thuần của cuộn dây vì trị giá chống cự của cuộn dây đã giảm về 0 vì vận tốc chỉnh sửa của dòng điện ( di / dt ) bằng 0 tiểu bang. Nói cách khác, dòng điện chỉ còn đó điện trở DC cuộn dây để chống lại dòng điện.
Gần giống, nếu công tắc, (S1) được mở, dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ khởi đầu giảm mà cuộn cảm sẽ lại chống lại sự chỉnh sửa này và nỗ lực giữ dòng điện chạy ở trị giá trước ấy bằng cách tạo ra điện áp theo hướng khác. Độ dốc của mùa thu sẽ âm và liên can tới độ tự cảm của cuộn dây như hình dưới đây.
Dòng điện và điện áp trong 1 cuộn cảm
Điện áp chạm màn hình sẽ được tạo ra bởi cuộn cảm lệ thuộc vào vận tốc chỉnh sửa dòng điện. Trong chỉ dẫn của chúng tôi về Chạm màn hình điện từ, Luật của Lenz đã tuyên bố rằng: Hướng đi của 1 emf chạm màn hình là tương tự nó sẽ luôn chống lại sự chỉnh sửa gây ra nó . Nói cách khác, 1 emf chạm màn hình sẽ xoành xoạch OPPOSE chuyển di hoặc chỉnh sửa khởi đầu emf chạm màn hình ở địa điểm trước tiên.
Vì thế, với dòng điện giảm, cực điện áp sẽ vào vai trò là nguồn và với dòng điện tăng, cực điện áp sẽ vào vai trò là tải. Vì thế, với cùng vận tốc chỉnh sửa dòng điện qua cuộn dây, tăng hoặc giảm cường độ của emf chạm màn hình sẽ giống nhau.
Thí dụ cuộn cảm số 1
1 dòng điện trực tiếp tình trạng bất biến gồm 4 ampe đi qua cuộn dây điện từ 0,5H. Điều gì sẽ là điện áp emf quay về gây ra trong cuộn dây nếu công tắc trong mạch trên được mở trong 10mS và dòng điện chạy qua cuộn dây giảm xuống 0 ampere.

Nguồn trong 1 cuộn cảm
Chúng ta biết rằng 1 cuộn cảm trong mạch chống lại dòng điện, (  i  ) phê duyệt nó bởi vì dòng chảy này tạo ra 1 emf chống lại nó, Định luật Lenz. Sau ấy, công tác phải được tiến hành bởi nguồn pin bên ngoài để giữ cho dòng điện chạy trái lại với emf chạm màn hình này. Sức mạnh tức thì được sử dụng để buộc dòng điện, (  i  ) chống lại emf tự chạm màn hình này, (  V L  ) được đưa ra từ phía trên như:

Công suất trong 1 mạch được cho là, P = V * I do ấy:1 cuộn cảm lý tưởng ko có điện trở chỉ có điện cảm nên R = 0 và do ấy ko có công suất nào bị tiêu tan trong cuộn dây, vì thế chúng ta có thể nói rằng 1 cuộn cảm lý tưởng có tổn thất điện năng bằng ko.
Năng lượng trong 1 cuộn cảm
Lúc năng lượng chảy vào 1 cuộn cảm, năng lượng được lưu trữ trong từ trường của nó. Lúc dòng điện chạy qua cuộn cảm tăng và di / dt trở thành mập hơn 0, công suất tức thì trong mạch cũng phải mập hơn 0, (  P> 0  ), tức là hăng hái có tức là năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm.
Gần giống, nếu dòng điện qua cuộn cảm giảm và di / dt bé hơn 0 thì công suất tức thì cũng phải bé hơn 0, (  P <0  ), tức là âm có tức là cuộn cảm đang đưa năng lượng quay về mạch. Sau ấy, bằng cách tích hợp phương trình cho công suất ở trên, tổng năng lượng từ xoành xoạch dương, được lưu trữ trong cuộn cảm do ấy được đưa ra như sau:
Năng lượng được lưu trữ bởi 1 cuộn cảm
Trong ấy:   W ở joules, L ở Henries và tôi ở Amperes
Năng lượng thực thụ đang được lưu trữ trong từ trường xung quanh cuộn cảm bởi dòng điện chạy qua nó. Trong 1 cuộn cảm lý tưởng ko có điện trở hoặc điện dung, vì dòng điện làm tăng dòng năng lượng vào cuộn cảm và được lưu trữ ở ấy trong từ trường của nó nhưng ko bị mất, nó ko được giải phóng cho tới lúc dòng điện giảm và từ trường sụp đổ.
Sau ấy, trong 1 dòng điện xoay chiều, mạch điện xoay chiều 1 cuộn cảm liên tiếp lưu trữ và cung ứng năng lượng cho mỗi chu kỳ. Nếu dòng điện chạy qua cuộn cảm ko đổi như trong mạch DC, thì ko có chỉnh sửa trong năng lượng được lưu trữ là P = Li (di / dt) = 0 .
Vì thế, cuộn cảm có thể được khái niệm là các thành phần bị động vì chúng có thể vừa lưu trữ và cung ứng năng lượng cho mạch, mà chúng chẳng thể tạo ra năng lượng. 1 cuộn cảm lý tưởng được phân loại là mất ít hơn, có tức là nó có thể lưu trữ năng lượng vô thời hạn vì ko mất năng lượng.
Không những thế, cuộn cảm thực sẽ luôn có 1 số điện trở liên can tới cuộn dây của cuộn dây và bất kỳ lúc nào dòng điện chạy qua năng lượng điện trở bị mất dưới dạng nhiệt do Định luật Ohms, (  P = I 2  R  ) bất kể dòng điện có xen kẽ hay ko hoặc ko đổi.
Sau ấy, việc sử dụng chính cho cuộn cảm là trong các mạch lọc, mạch cộng hưởng và cho giới hạn dòng điện. 1 cuộn cảm có thể được sử dụng trong các mạch để chặn hoặc định hình lại dòng điện xoay chiều hoặc 1 dải tần số hình sin, và trong vai trò này, 1 cuộn cảm có thể được sử dụng để điều chỉnh 1 bộ thu sóng vô tuyến dễ dàng hoặc nhiều loại dao động không giống nhau. Nó cũng có thể bảo vệ các thiết bị mẫn cảm khỏi các xung điện áp tàn phá và dòng điện thâm nhập cao.
Trong chỉ dẫn tiếp theo về cuộn cảm, chúng ta sẽ thấy rằng điện trở hiệu dụng của cuộn dây được gọi là cuộn cảm, và độ tự cảm nhưng như chúng ta biết hiện giờ là đặc tính của 1 dây dẫn điện nhưng đối chọi với sự chỉnh sửa của dòng điện dòng điện, có thể là bên trong chạm màn hình, được gọi là tự cảm hoặc chạm màn hình bên ngoài, được gọi là tự cảm lẫn nhau.
Video định nghĩa cuộn cảm là gì? Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm

 

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button