Cuộn cảm có cấu tạo như thế nào, nguyên lý hoạt động ra sao?

Cuộn cảm là một phần quan trọng trong mạch điện tử. Tuy nhiên nếu không phải một người làm việc chuyên ngành thì bạn sẽ không hiểu cuộn cảm cụ thể là gì, cuộn cảm có cấu tạo như thế nào và nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Vậy cùng tìm hiểu rõ hơn về linh kiện này cũng như xem xem ứng dụng thực tế của nó hiện nay như thế nào.

Thế nào là cuộn cảm?

Đinh nghĩa cuộn cảm là gì?

Cuộn cảm hay còn có tên gọi khác là cuộn từ cảm, là một loại linh kiện thụ động được hình thành bởi nhiều vòng quấn xung quanh một cuộn dây và sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Đơn vị được dùng cho cuộn cảm là độ tự cảm Henry, được viết tắt là H. 

Lõi bên trong được cuốn bởi các cuộn dây có thể chẳng có gì, là không khí hoặc là thanh nam châm bên trong. Độ mạnh yếu của từ trường sẽ được gọi là độ tự cảm (từ dung) và ký hiệu của nó là L. 

Cấu tạo của cuộn cảm

Cấu tạo và phân loại cuộn cảm

Cuộn cảm có nhiều kiểu khác nhau phụ thuộc vào lĩnh vực, phạm vi mà nó được ứng dụng vào. Một số loại cuộn cảm phổ biến bao gồm: cuộn cảm âm, trung và cao tần. Cuộn cảm âm tần và cao tần có cấu tạo là những sợi dây quấn xung quanh thành nhiều vòng khác nhau, sau đó được phủ một lớp emay cách điện bên ngoài. Người ta có thể dùng vật liệu dẫn từ, lõi thép hoặc đôi khi là không khí để làm lõi bên trong, cố định cho cuộn dây.

Bên cạnh các loại trên phụ thuộc vào ứng dụng, người ta còn chia cuộn cảm thành nhiều kiểu khác nhau như dựa vào hình dáng thì có loại cắm và dán, cấu tạo thì có lõi và không lõi… Nhìn chung, tính năng của nó vẫn mang các nét đặc trưng. 

Những đại lượng đặc trưng của cuộn cảm 

Hệ số tự cảm trong cuộn cảm

Cuộn cảm sẽ có những đại lượng riêng để nắm bắt cách thức làm việc hay nguyên lý hoạt động của nó:

• Hệ số tự cảm: Đây là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có sự xuất hiện của dòng điện đi qua. Đơn vị tính toán của hệ số này là Henry (H).
• Hệ số phẩm chất: Thể hiện chất lượng của cuộn dây dẫn, dây dẫn hiệu quả thì độ tổn hao năng lượng của nó sẽ ở mức nhỏ. Hệ số này có ký hiệu là Q.
• Cảm kháng: Thể hiện sự cản trở dòng điện của cuộn dây với dòng điện xoay chiều. Cảm kháng tỉ lệ thuận với hệ số tự cảm của cuộn dây. 

Tần số cộng hưởng ở cuộn cảm

• Tần số cộng hưởng: Tần số này xuất hiện khi ta tăng tần số và có có điểm phản ứng cảm ứng bảng với phản ứng điện dung. Khi ta tăng tần số lên trên cao hơn tần số cộng hưởng thì điện kháng sẽ giảm, cuộn cảm làm việc như một tụ điện.
• Dung kháng: Giữa các vòng dây trong cuộn cảm là điện dung. Khi tăng tần số, phản ứng điện dung giảm.  

Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm

Cuộn cảm sẽ có nguyên lý hoạt động như sau: Ở dòng điện 1 chiều thì chiều giữ nguyên và cường độ dòng điện có tần số bằng 0. Cuộn dây hoạt động như điện trở có điện kháng gần bằng ) và dòng điện ở phía trên cuộn đây đã tạo ra từ trường với chiều và cường độ giữ nguyên.

Khi ta nối cuộn dây vào dòng điện xoay chiều thì sẽ sinh ra từ trường và điện trường biến thiên (luôn vuông góc với từ trường). Lúc này, cảm kháng và tần số của dòng điện xoay chiều sẽ phụ thuộc vào nhau. 

Ứng dụng của cuộn cảm

Ứng dụng thực tế của cuộn cảm

Sau khi biết được cuộn cảm có cấu tạo như thế nào, cùng xem xem ứng dụng thực tế của nó hiện nay ra sao. Từ đó bạn có thể tìm kiếm và áp dụng chúng sao cho có hiệu quả nhất:

• Máy biến áp: Về cơ bản thì máy biến áp chính là sự kết nối của hai cuộn cảm riêng biệt với lõi chung. Và máy biến áp đã quá quen thuộc tại nhiều không gian khác nhau với vai trò cân bằng, ổn định nguồn điện trong quá trình truyền tải.
• Nam châm điện: Đây chính là ứng dụng phổ biến, cơ bản nhất của cuộn cảm. Với một lõi thép cùng dây cuộn cảm, bạn đã có thanh nam châm điện để hút được các kim loại khác. 
• Loa, micro: Về bản chất thì micro cũng chính là một loại loa Mini nhưng lại được cuốn nhiều cuộn dây hơn nhằm dễ dàng khuếch tán âm thanh khi có lực tác động vào.

Bên trên là những thông tin về cuộn cảm mà bạn cần biết. Mong rằng thông qua một số chia sẻ ở bài viết này, người đọc sẽ nắm được cuộn cảm có cấu tạo như thế nào cũng như nguyên lý, ứng dụng của nó hiện nay ra sao. Việc nắm rõ các kiến thức cơ bản về cuộn cảm sẽ giúp bản thân ổn định được tính chất của linh kiện và ứng dụng tốt sản phẩm trong quá trình sử dụng về lâu về dài.

máy biến áp cách ly |  máy biến áp tự ngẫu |  máy biến áp giá rẻ |  máy biến thế |  cuộn kháng |  cuộn kháng lọc sóng hài |