Tại sao cuộn cảm lại chặn được dòng điện cao tần và cho dòng điện một chiều đi qua? Đáp án về câu hỏi Vật lý này là gì? Cùng GiaiNgo tìm hiểu!
Tại sao cuộn cảm lại chặn được dòng điện cao tần và cho dòng điện một chiều đi qua? Đây là câu hỏi được khá nhiều người quan tâm khi nói đến cuộn cảm. Điều này được lý giải như thế nào? Hãy cùng GiaiNgo tìm hiểu!
Cuộn cảm là gì?
Khái niệm
Cuộn cảm [hay cuộn từ, cuộn từ cảm] là một linh kiện điện tử thụ động dùng để chứa từ trường. Thiết bị được cấu tạo bởi một cuộn dây quấn quanh một lõi sắt nhiều vòng. Lõi trong của dây dẫn có thể là không khí hoặc các vật liệu dẫn từ.
Khi có dòng điện chạy qua sẽ sinh ra từ trường. Từ trường này tạo ra cảm ứng để hãm lại biến thiên dòng điện trong cuộn. Cuộn cảm có một độ tự cảm [hay từ dung] L đo bằng đơn vị Henry [H].
Vai trò của cuộn cảm
Trong mạch điện tử, cuộn cảm là vật dụng dùng để:
- Dẫn dòng điện một chiều, chặn dòng điện xoay chiều đi qua.
- Ghép nối hay ghép song song với tụ để tạo thành mạch cộng hưởng, điều chỉnh trong các thiết bị vô tuyến như tivi, radio…
- Trong mạch điện, cuộn cảm có tác dụng chặn dòng điện cao tần.
Có thể thấy, cuộn cảm đóng vai trò vô cùng quan trọng cho sự hoạt động của mạch điện tử. Nó giúp các thiết bị này có thể hoạt động được và ổn định.
Cuộn cảm chặn được dòng điện cao tần là do?
Cuộn cảm chặn được dòng điện cao tần là do điện áp đặt vào lớn.
Vậy dòng điện cao tần là gì? Dòng điện cao tần trong tiếng Anh là “high-frequency current”. Đây là dòng điện có tần số [f] cao từ 10.000 hertz [Hz] trở lên.
Cuộn cảm chặn được dòng điện cao tần và cho dòng điện một chiều đi qua vì: Khi cho dòng điện một chiều đi qua cuộn cảm, lúc này chúng ta có thể hình dung như dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại có điện trở nhỏ. Mà điện trở nhỏ thì dòng điện một chiều sẽ dễ dàng đi qua.
Còn nếu khi cho dòng điện xoay chiều đi qua cuộn cảm, do cuộn cảm có cảm kháng. Cảm kháng là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở của cuộn dây đối với một dòng điện xoay chiều, ta có công thức như sau:
ZL = 2πfL
Trong đó ta có:
- ZL là cảm kháng, với đơn vị là Ω.
- f là tần số của dòng điện, với đơn vị là Hz.
- L là hệ số tự cảm cuộn dây, đơn vị là Henry [H].
Sở dĩ cuộn cảm chặn được dòng điện cao tần là do yếu tố sau:
Theo công thức cảm kháng của cuộn cảm ở phần trên ta có: ZL= 2πfL.
Nếu là dòng điện một chiều chạy qua tần số của dòng điện [f = 0 Hz], lúc này ZL=0 Ω. Suy ra cuộn cảm không chặn được dòng điện một chiều.
Nếu là dòng điện cao tần chạy qua sẽ có tần số f rất lớn, suy ra ZL cũng rất lớn. Cho nên cuộn cảm chặn được dòng điện cao tần đi qua.
Cuộn cảm có cho dòng điện xoay chiều đi qua không?
Cuộn cảm không cho dòng điện xoay chiều đi qua. Đối với dòng điện xoay chiều, dòng điện ở cuộn dây sinh ra một từ trường và một điện trường biến thiên. Điện trường đó vuông góc với từ trường được sản sinh ra.
Vào lúc này, giá trị cảm kháng của cuộn dây sẽ phụ thuộc vào sự biến thiên của tần số ở dòng xoay chiều. Cuộn cảm kháng ngăn cản không cho dòng điện xoay chiều đi qua,
Tác dụng của cuộn cảm trong mạch lọc nguồn
Tác dụng của cuộn cảm trong mạch lọc nguồn:
Hầu hết các bộ nguồn được tìm thấy trong các mạch điện tử công nghiệp đều có tụ điện và cuộn cảm được sử dụng làm bộ lọc. Một bộ lọc trên mạch cung cấp điện sẽ giảm lượng gợn sóng đến điểm mà điện áp một chiều đầu ra gần như một đường thẳng, hoặc một chiều thuần túy.
Điều quan trọng trong một số mạch mà điện áp một chiều được chuyển đổi trở lại thành điện áp xoay chiều là tất cả các dấu vết của tần số ban đầu của điện áp đầu vào đều bị loại bỏ.
Được biết, tần số cuộn cảm càng cao thì giá trị cảm kháng càng cao. Nhờ vào nguyên lý này mà người dùng có thể sử dụng linh kiện để lọc nhiễu hiệu quả của mạch nguồn.
Đồng thời, công dụng của cuộn cảm còn được thể hiện ở việc đây là chi tiết quan trọng để ghép nối thành mạch cộng hưởng. Người dùng có thể ghép nối tiếp hoặc song song, tùy vào nhu cầu sử dụng.
Như vậy, bài viết trên đã cung cấp thông tin những điều cần biết về cuộn cảm và vai trò của chúng trong đời sống. Cũng như giải thích được GiaiNgo hi vọng sau bài viết bạn có thêm nhiều kiến thức và hiểu biết khi sử dụng thiết bị điện này!
Cuộn cảm và Biến áp là hai linh kiện điện tử quan trọng trong mạch điện tử chúng có cấu tạo gần giống nhau… Chúng ta cùng nhau tìm hiểu cuộn cảm là gì ? Biến áp là gì ? Phân loại và ứng dụng của chúng.
Cuộn cảm là gì ?
Cuộn cảm là một cuộn dây có tác dụng để chặn dòng điện cao tần trong mạch điện, ghép nối với tụ để tạo mạch cộng hưởng …
Cuộn cảm có các loại : cuộn cảm dao động , cuộn cảm ghép , cuộn cảm cao tần và cuộn cảm âm tần .
Cấu tạo cuộn cảm có các loại : một lớp , loại hình trụ , quấn tổ ong, loại có bọc kim
- Những thông số cơ bản của cuộn cảm
- loại không có lõi .
- Điện cảm của cuộn dây là gì ?
Điện cảm của cuộn dây phụ thuộc vào kích thước , hình dáng , số vòng dây . Số vòng dây càng lớn thì điện cảm càng lớn . Kí hiệu : L ; đơn vị henry [H] .
- Điện kháng [ cảm kháng] của của cuộn cảm là gì ?
Một cuộn dây có dòng điện chạy qua sẽ sinh ra một từ trường . Nếu giá trị của dòng điện thay đổi thì cường độ thừ trường phát sinh từ cuộn dây cũng thay đổi gây ra một sức điện động cảm ứng [tự cảm] trên cuộn dây và có xu thế đối lập lại dòng điện ban đầu . Một cuộn dây trong mạch điện xoay chiều sẽ có điện trở một chiều bình thường của nó tạo ra cộng thêm điện trở do điện cảm [điện trở xoay chiều] .
Trở kháng của cuộn dây : ZL = RL + j2лfL
Khi tín hiệu có tần số thấp tác động thì điện trở tổng cộng của cuộn dây tương đối nhỏ và khi tần tăng lên thì giá trị này sẽ tăng tỷ lệ với tần số .
3. Hệ số phẩm chất của của cuộn cảm là gì ?
Một cuộn cảm có chất lượng cao thì tổn hao năng lương nhỏ . Muốn nâng cao hệ số phẩm chất dùng lõi bằng vật liệu dẫn từ như :ferit , sắt cacbon…số vòng dây quấn ít vòng hơn .
4. Điện dung tạp tán vcuar của của cuộn cảm là gì ?
Những vòng dây quấn và các lớp dây tạo nên một điện dung và có thể xem như một tụ điện mắc song song với cuộn cảm . Điện dung làm giảm chất lượng cuộn dây . Khắc phục bằng cách quấn tổ ong, phân đoạn .
Phân loại và ứng dụng của cuộn cảm là gì ?
Là cuộn dây quấn trên lõi sắt từ . Cuộn dây có nhiều vòng để có điện cảm L lớn .
Ứng dụng : Dùng trong các mạch nắn điện [ dùng làm bộ lọc] và trong các mạch điện xoay chiều âm tần .
Cuộn cảm cao tần có số vòng dây ít hơn cuộn cảm âm tần và được quấn trên ống sứ , nhựa cách điện , bên trong không có lõi hoặc có lõi bằng chất ferit .
Ứng dụng : Dùng trong mạch cao tần , trung tần của máy thu phát vô tuyến
Biến áp là gì ?
Biến áp thường là hai cuộn dây được quấn trên cùng một lõi sắt từ để biến đổi dòng điện xoay chiều dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ
style=”text-align: justify;”>Biến áp cảm ứng
Tác dụng :
- Biến đổi điện áp và dòng điện xoay chiều .
- Phối hợp trở kháng giữa bên sơ cấp và thứ cấp .
Nếu có một dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây sẽ sinh ra một từ trường biến đổi . Ta đặt cuộn dây thứ hai trong từ trường cuộn dây thứ nhất thì trong cuộn dây thứ hai xuất hiện dòng điện , gọi là dòng điện cảm ứng . Dòng điện trong cuộn dây thứ hai biến đổi như dòng điện trong cuộn dây thứ nhất sinh ra nó , đó là hiện tượng cảm ứng điện từ . Hai cuộn dây càng sát nhau thì hiện tượng cảm ứng điện từ càng mạnh . Hiện tượng cảm ứng điện từ rất mạnh khi quấn cả hai cuộn dây trên cùng một lõi sắt từ .
Nguyên lý làm việc của MBA cũng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ .
Nếu n1 là số vòng dây cuộn sơ cấp,U1 là điện áp vào cuộn sơ cấp , n2 số vòng dây cuộn thứ cấp , U2 là diện áp ra ở cuộn thứ cấp . Ta có tỉ số biến áp :
K = n1/n2 =U1/U2 = I2/I1 .
Trong đó : I1 là dòng điện sơ cấp , I2 là dòng điện thứ cấp . Nếu : K>1 [U1>U2] là biến áp giảm áp .
K