Cuộn cảm là cuộn cảm có thiết kế và thông số cụ thể dùng để lắp đặt trong các mạch điện và điện tử. Cuộn cảm điện phải được phân biệt với loại tương tự được sử dụng trong các thiết bị điện tử, có tính đến các đặc điểm thiết kế của chúng. Để hiểu được sự khác biệt giữa hai sản phẩm này, bạn sẽ phải tự làm quen với nguyên lý hoạt động và các giống hiện có.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên tắc hoạt động của cuộn cảm trong mạch điện có thể được giải thích như sau:
- khi dòng điện xoay chiều chạy qua phần tử cảm ứng, tốc độ tăng của nó chậm lại, dẫn đến tích tụ năng lượng trong từ trường của cuộn dây;
- điều này được giải thích bởi hoạt động của định luật Lenz, theo đó dòng điện trong cuộn cảm không thể thay đổi ngay lập tức;
- vi phạm quy tắc này sẽ dẫn đến sự gia tăng căng thẳng không thể chấp nhận được, điều này là không thể.
Một tính năng đặc biệt khác giải thích nguyên tắc hoạt động của điện cảm là hiệu ứng tự cảm ứng, được Faraday chứng minh về mặt lý thuyết. Trong thực tế, nó biểu hiện như hướng dẫn trong cuộn dây EMF của chính nó, có cực tính ngược lại. Do hiệu ứng này, một dòng điện bắt đầu chạy qua cuộn cảm, ngăn cản sự phát triển của trường gây ra nó.
Đặc tính này cho phép sử dụng các phần tử cảm ứng trong kỹ thuật điện để làm mịn các xung tần số thấp. Đối với họ, cảm kháng xuất hiện nhiều là điện trở.
Được sử dụng trong các lĩnh vực kỹ thuật khác (ví dụ như trong các thiết bị tần số cao), cuộn cảm cung cấp khả năng tách mạch điện tử chính khỏi các mạch phụ (tần số thấp).
Thông số kỹ thuật
Thông số kỹ thuật chính của cuộn cảm trong kỹ thuật điện và điện tử, đặc trưng đầy đủ chức năng của nó, là giá trị của điện cảm. Theo cách này, nó giống như một cuộn dây thông thường được sử dụng trong các mạch điện khác nhau. Trong cả hai trường hợp, Henry được lấy làm đơn vị đo lường, được chỉ định là Mr.
Một tham số khác mô tả hoạt động của cuộn cảm trong các mạch khác nhau là điện trở của nó, được đo bằng ohms. Nếu muốn, nó luôn có thể được kiểm tra bằng máy đo thông thường (đồng hồ vạn năng). Để hoàn thành mô tả hoạt động của phần tử này, bạn sẽ cần thêm các chỉ số sau:
- điện áp cho phép (giới hạn);
- định mức thiên vị hiện tại;
- hệ số chất lượng của đường bao do cuộn dây tạo thành.
Các đặc tính cụ thể của cuộn cảm giúp bạn có thể đa dạng hóa chủng loại và sử dụng chúng để giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật khác nhau.
Các loại cuộn cảm
Theo loại mạch điện mà các phần tử cuộn cảm được lắp đặt, sự phân loại như sau:
- cuộn cảm tần số thấp;
- cuộn dây tần số cao;
- cuộn cảm trong mạch điện một chiều.
Các phần tử tần số thấp bề ngoài giống như một máy biến áp thông thường, chỉ có một cuộn dây. Cuộn dây của chúng được quấn trên một khung nhựa có lõi làm bằng thép biến áp đặt bên trong.
Các tấm thép được cách nhiệt với nhau một cách đáng tin cậy, giúp giảm mức độ dòng điện xoáy.
Các cuộn cảm LF thường có độ tự cảm cao (hơn 1 H) và ngăn dòng điện có tần số nguồn 50-60 Hertz đi qua các phần của mạch nơi chúng được lắp đặt.
Một loại sản phẩm cảm ứng khác là cuộn cảm tần số cao, các cuộn cảm của chúng được quấn trên lõi ferit hoặc lõi thép. Có nhiều loại sản phẩm HF hoạt động mà không cần đế sắt từ và dây dẫn trong đó chỉ đơn giản được quấn trên một khung nhựa. Với cuộn dây tiết diện, được sử dụng trong các mạch tầm trung, các lượt của dây được phân bố trong các phần riêng biệt của cuộn dây.
Sản phẩm điện có lõi sắt từ nhỏ hơn cuộn cảm đơn giản có cùng độ tự cảm. Đối với hoạt động ở tần số cao, lõi ferit hoặc lõi điện môi được sử dụng, khác nhau về điện dung nội tại thấp của chúng. Các cuộn cảm như vậy được sử dụng trên một dải tần số khá rộng.
Một số trong số chúng được làm dưới dạng dây xoắn dày, không có khung.
Cuộn cảm DC chủ yếu được sử dụng để làm phẳng các gợn sóng xuất hiện sau khi chỉnh lưu nó trong các mạch đặc biệt.
Ứng dụng của các phần tử quy nạp và ký hiệu đồ họa của chúng
Các cuộn cảm điện hoạt động trong mạch điện xoay chiều thường được sử dụng trong các trường hợp sau:
- để tách các mạch thứ cấp của nguồn điện chuyển mạch;
- trong bộ chuyển đổi flyback hoặc tên lửa đẩy;
- trong mạch chấn lưu của đèn huỳnh quang, giúp khởi động nhanh;
- để khởi động động cơ điện.
Trong trường hợp thứ hai, chúng được sử dụng làm bộ hạn chế dòng khởi động và phanh.
Các sản phẩm điện lắp đặt trong ổ điện có công suất đến 30 kw trông giống như một máy biến áp ba pha cổ điển.
Nguồn cung cấp điện với các yếu tố như vậy vẫn được tìm thấy trong kỹ thuật điện. Để khởi động đèn huỳnh quang, chấn lưu "điện tử" ngày càng được sử dụng nhiều hơn, dần dần thay thế các sản phẩm dây quấn. Việc sử dụng nó được giải thích bởi những ưu điểm sau:
- nhẹ cân;
- độ tin cậy hoạt động;
- không có đặc tính ồn ào của cuộn cảm thông thường.
Để chỉ định một cuộn cảm trên các mạch điện và điện tử, các biểu tượng được sử dụng, là một đoạn của dây dẫn xoắn. Đối với cuộn dây có lõi, một dấu gạch ngang được đặt thêm bên trong cuộn dây, nhưng ở phiên bản không khung, nó không có.
