Cuộn cảm là gì? Ký hiệu, phân loại và cách tính giá trị cuộn cảm
1. Cuộn cảm là gì?
2. Ký hiệu cuộn cảm trên các sơ đồ mạch
3. Các loại cuộn cảm
4. Cách đọc giá trị của cuộn cảm
5. Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm
6. Công thức tính cuộn cảm
1. Cuộn cảm là gì?
Cuộn cảm là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua.
Cuộn cảm và từ trường có mối liên quan chặt chẽ, cả hai là thành phần thụ động cuối cùng đều sử dụng điện trường để lưu trữ năng lượng. Một cuộn cảm hoàn chỉnh có thể nâng cấp thành loa âm thành, thay thế cho các máy biến áp và rơ le điện.Cuộn cảm có một độ tự cảm L đo bằng đơn vị Henry.
2. Ký hiệu cuộn cảm trên các sơ đồ mạch
2. Ký hiệu cuộn cảm trên các sơ đồ mạch
3. Các loại cuộn cảm
4. Cách đọc giá trị của cuộn cảm
5. Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm
6. Công thức tính cuộn cảm
1. Cuộn cảm là gì?
Cuộn cảm là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua.
Cuộn cảm và từ trường có mối liên quan chặt chẽ, cả hai là thành phần thụ động cuối cùng đều sử dụng điện trường để lưu trữ năng lượng. Một cuộn cảm hoàn chỉnh có thể nâng cấp thành loa âm thành, thay thế cho các máy biến áp và rơ le điện.Cuộn cảm có một độ tự cảm L đo bằng đơn vị Henry.
2. Ký hiệu cuộn cảm trên các sơ đồ mạch
3. Các loại cuộn cảm
Đa số, cuộn cảm được phân loại dựa trên căn cứ về cấu tạo cũng như công dụng. Hiện nay, cuộn cảm được phân loại thành 3 loại chính:
- Cuộn cảm âm tần
- Cuộn cảm trung tần
- Cuộn cảm cao tần
Ngoài ra, phân loại cuộn cảm cũng có thể dựa theo hình tháng và cấu tạo. Phân loại cuộn cảm theo hình dáng sẽ có những dạng cuộn cảm cắm và cuộn cảm dán. Bạn cũng có thể dựa vào cấu tạo các lõi cuộn cảm để phân loại dễ dàng như cuộn cảm loại lõi không khí, lõi ferit, lõi thép…
- Cuộn cảm có nhiều lớp: gồm có 1 ống dây cũng 1 lõi cuộn cảm có nhiều lớp dùng trong các bộ lọc nhiễu hay sạc cho các phương tiện giao thông sử dụng điện.
- Cuộn cảm lõi không khí: với vật liệu lõi là không khí, làm việc trong các ứng dụng có tần số.
- Cuộn cảm ống: sử dụng trong những ứng dụng chuyển đổi năng lượng, mạch lọc, bộ thu TV và radio.
- Cuộn cảm lõi Ferrite: là cuộn cảm có lõi bằng vật liệu Ferrite ( gồm có sắt và oxit được trộn lẫn nhau) dùng cho các ứng dụng có tần số cao như bộ lọc pi, mạch công tắc…
- Cuộn cảm ống dây: gồm có 1 dây dẫn được đặt bên trong ống dây, có lõi là Ferrite dùng trong ứng dụng adapter như mạch SMPS, bộ lọc đầu ra, đầu vào...
Đa số, cuộn cảm được phân loại dựa trên căn cứ về cấu tạo cũng như công dụng. Hiện nay, cuộn cảm được phân loại thành 3 loại chính:
- Cuộn cảm âm tần
- Cuộn cảm trung tần
- Cuộn cảm cao tần
Ngoài ra, phân loại cuộn cảm cũng có thể dựa theo hình tháng và cấu tạo. Phân loại cuộn cảm theo hình dáng sẽ có những dạng cuộn cảm cắm và cuộn cảm dán. Bạn cũng có thể dựa vào cấu tạo các lõi cuộn cảm để phân loại dễ dàng như cuộn cảm loại lõi không khí, lõi ferit, lõi thép…
- Cuộn cảm có nhiều lớp: gồm có 1 ống dây cũng 1 lõi cuộn cảm có nhiều lớp dùng trong các bộ lọc nhiễu hay sạc cho các phương tiện giao thông sử dụng điện.
- Cuộn cảm lõi không khí: với vật liệu lõi là không khí, làm việc trong các ứng dụng có tần số.
- Cuộn cảm ống: sử dụng trong những ứng dụng chuyển đổi năng lượng, mạch lọc, bộ thu TV và radio.
- Cuộn cảm lõi Ferrite: là cuộn cảm có lõi bằng vật liệu Ferrite ( gồm có sắt và oxit được trộn lẫn nhau) dùng cho các ứng dụng có tần số cao như bộ lọc pi, mạch công tắc…
- Cuộn cảm ống dây: gồm có 1 dây dẫn được đặt bên trong ống dây, có lõi là Ferrite dùng trong ứng dụng adapter như mạch SMPS, bộ lọc đầu ra, đầu vào...
• Cuộn cảm 4 vạch màu:
Cách đọc cuộn cảm đối với loại 4 vạch màu sẽ được thực hiện bằng cách đọc giá trị cuộn cảm theo từng vòng màu.
- Vòng màu số 1: là chỉ số có nghĩa là thứ nhất hoặc là chấm thập phân.
- Vòng màu số 2: có nghĩa là số thứ hai hoặc chấm thập phân.
- Vòng màu số 3: là chỉ số 0, đơn vị pH.
- Vòng màu số 4: được dùng để chỉ dung sai %.
Các loại cuộn cảm 5 vạch màu là những cuộn cảm dùng trong vô tuyến quân sự.
5. Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm
Cuộn cảm hoạt động dựa trên hai dạng: dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều
• Đối với dòng điện một chiều DC: Ở dòng điện này cường độ và chiều không đổi, tần số bằng 0. Lúc này cuộn cảm hoạt động như một điện trở có trở kháng bằng 0 hay còn được gọi là cuộn dây nối đoản mạch. Từ đó, dòng điện trên cuộn dây sẽ sinh ra từ trường B có cường độ và chiều dòng điện không đổi.
• Đối với dòng điện xoay chiều AC: Khi mắc điện xoay chiều với cuộn dây thì dòng điện sẽ sinh ra từ trường biến thiên và điện trường biến thiên vuông góc với từ trường.
Cuộn cảm còn có đặc tính lọc nhiễm cho mạch nguồn DC khi bị lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau giúp ổn định dòng. Được ứng dụng nhiều trong mạch lọc tần số.
6. Công thức tính cuộn cảm
• Hệ số tự cảm (định luật Faraday)
Hệ số tự cảm 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
Trong đó:
L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H)
n : là số vòng dây của cuộn dây.
l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)
S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2
µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi .
• Cảm kháng
Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều.
ZL = 2.314.f.L
Trong đó :
ZLlà cảm kháng, đơn vị là Ω
f : là tần số đơn vị là Hz
L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry
Cuộn cảm được mắc nối tiếp và song song hoạt động theo cách ngược lại với tụ điện.
• Cuộn cảm ghép nối tiếp:
L = L1 + L2 + … + Ln
• Cuộn cảm ghép song song
1 / L = 1 / L1 + 1 / L2 + … + 1 / Ln
Trong đó L là tổng độ tự cảm và L1, L2 thì Ln là các cuộn cảm riêng lẻ.
Cách đọc cuộn cảm đối với loại 4 vạch màu sẽ được thực hiện bằng cách đọc giá trị cuộn cảm theo từng vòng màu.
- Vòng màu số 1: là chỉ số có nghĩa là thứ nhất hoặc là chấm thập phân.
- Vòng màu số 2: có nghĩa là số thứ hai hoặc chấm thập phân.
- Vòng màu số 3: là chỉ số 0, đơn vị pH.
- Vòng màu số 4: được dùng để chỉ dung sai %.
Các loại cuộn cảm 5 vạch màu là những cuộn cảm dùng trong vô tuyến quân sự.
5. Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm
Cuộn cảm hoạt động dựa trên hai dạng: dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều
• Đối với dòng điện một chiều DC: Ở dòng điện này cường độ và chiều không đổi, tần số bằng 0. Lúc này cuộn cảm hoạt động như một điện trở có trở kháng bằng 0 hay còn được gọi là cuộn dây nối đoản mạch. Từ đó, dòng điện trên cuộn dây sẽ sinh ra từ trường B có cường độ và chiều dòng điện không đổi.
• Đối với dòng điện xoay chiều AC: Khi mắc điện xoay chiều với cuộn dây thì dòng điện sẽ sinh ra từ trường biến thiên và điện trường biến thiên vuông góc với từ trường.
Cuộn cảm còn có đặc tính lọc nhiễm cho mạch nguồn DC khi bị lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau giúp ổn định dòng. Được ứng dụng nhiều trong mạch lọc tần số.
6. Công thức tính cuộn cảm
• Hệ số tự cảm (định luật Faraday)
Hệ số tự cảm 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
Trong đó:
L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H)
n : là số vòng dây của cuộn dây.
l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)
S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2
µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi .
• Cảm kháng
Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều.
ZL = 2.314.f.L
Trong đó :
ZLlà cảm kháng, đơn vị là Ω
f : là tần số đơn vị là Hz
L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry
Cuộn cảm được mắc nối tiếp và song song hoạt động theo cách ngược lại với tụ điện.
• Cuộn cảm ghép nối tiếp:
L = L1 + L2 + … + Ln
• Cuộn cảm ghép song song
1 / L = 1 / L1 + 1 / L2 + … + 1 / Ln
Trong đó L là tổng độ tự cảm và L1, L2 thì Ln là các cuộn cảm riêng lẻ.
