Cuộn cảm là một linh kiện cơ bản trong điện tử, nhưng nó xuất hiện trong các mạch điện tử với tần số thấp hơn điện trở và tụ điện. Tuy không phải là một thành phần quen thuộc trong mạch điện tử nhưng nó lại là một thành phần cực kỳ rắc rối trong mạch.
Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động dùng để chứa từ trường. Cuộn cảm được cấu tạo bởi một cuộn dây dẫn quấn thành nhiều vòng, lõi cuộn dây có thể là không khí hoặc là vật liệu dẫn từ hay lõi thép kỹ thuật.
Hình dạng thực tế của cuộn cảm
Xem thêm bài viết: Linh kiện điện tử cơ bản – Điện trở
Cấu tạo
Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn emay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật .
Ký hiệu
Ký hiệu cuộn cảm trên sơ đồ
Phân loại
Tùy theo cấu tao và phạm vi sử dụng, cuộn cảm được phân loại:
- Cuộn cảm cao tần.
- Cuộn cảm âm tần.
- Cuộn cảm trung tần.
Thông số kỹ thuật cơ bản
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
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 = 2.3,14.f.L
Trong đó :
ZL: là cảm kháng, đơn vị là Ω
f : là tần số đơn vị là Hz
L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry
Tính chất nạp , xả của cuộn cảm
Cuộn dây nạp năng lương : 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 ( J )
L : hệ số tự cảm ( H )
I : dòng điện.
Ứng dụng
Loa (Speaker)
Loa là một ứng dụng của cuộn dây và từ trường. Khi ta cho dòng điện âm tần ( điện xoay chiều từ 20 Hz => 20.000Hz ) 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 khi đó màng loa dao động theo và phát ra âm thanh.
Rơ-le (Relay)
Rơ-le cũng là một ứng dụng của cuộn dây trong sản xuất thiết bị điện tử, nguyên lý hoạt động của Rơ-le là biến đổi dòng điện thành từ trường thông qua quộn dây, từ trường lại tạo thành lực cơ học thông qua lực hút để thực hiện một động tác về cơ khí như đóng mở công tắc, đóng mở các hành trình của một thiết bị tự động vv…
Máy 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 ferit.
