Để chọn đúng cuộn cảm, điều quan trọng là phải biết đọc các thông số cuộn cảm. Có nhiều loại cuộn cảm có nhiều kích cỡ khác nhau. Các cuộn cảm có kích thước lớn thường có các thông số kỹ thuật quan trọng được in trên bao bì. Các cuộn cảm có kích thước vừa và nhỏ thường sử dụng mã số hoặc màu để biểu thị thông số kỹ thuật.
Hầu hết các cuộn cảm có độ tự cảm danh nghĩa trong phạm vi Micro-Henry hoặc Milli-Henry. Ngoài giá trị điện cảm, dung sai là một thông số quan trọng khác được ghi trên hầu hết các cuộn cảm. Đối với các thông số kỹ thuật khác, người kỹ sư cần tham khảo các bảng dữ liệu được cung cấp bởi nhà sản xuất cụ thể. Cuộn cảm có các hệ thống mã số và màu sau đây để biểu thị giá trị danh nghĩa và dung sai:
Mã số
Đây là loại hệ thống mã hóa phổ biến nhất được sử dụng bởi các nhà sản xuất. Trong hệ thống này, giá trị của cuộn cảm được in dưới dạng mã chữ số bao gồm các chữ số và bảng chữ cái. Đó là mã ba hoặc bốn chữ cái biểu thị độ tự cảm theo đơn vị Micro-Henry. Hai chữ số đầu tiên cho biết các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm và chữ số thứ ba là hệ số nhân. Chữ cái thứ tư luôn là dung sai theo bảng dưới đây:
Ví dụ: Nếu một cuộn cảm có mã số 102K được in trên thân
Hai chữ số đầu tiên là 10 tức là số có nghĩa là 10
Chữ số thứ ba là 2 tức là nhân với 10^2
K tức là dung sai bằng +/- 10% như bảng trên
Như vậy độ tự cảm là
10X10^2 = 1000 Micro-Henry hoặc 1 Milli-Henry với dung sai là 10%. Tức là giá trị thực của cuộn cảm sẽ nằm trong khoảng từ 900 đến 1100 micro henry
Cuộn cảm 4 vạch màu
Một phương pháp phổ biến khác được các nhà sản xuất sử dụng để chỉ ra giá trị danh nghĩa và dung sai là mã màu. Hệ thống mã hóa này được sử dụng cho các cuộn cảm có đóng gói dạng hướng trục hoặc hướng tâm ví dụ cuộn cảm đúc. Trên thân cuộn cảm sẽ có 4 vạch màu hoặc 5 vạch màu. Các vòng màu được in gần một đầu của cuộn cảm để khi đọc sẽ bắt đầu đọc từ đầu đó theo thứ tự. Đối với cuộn cảm 4 vạch màu, hai vòng đầu tiên biểu thị các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm và vòng thứ ba biểu thị hệ số nhân. Giá trị của điện cảm tính theo đơn vị Micro-Henry. Vòng thứ tư cho biết dung sai. Để đọc màu cuộn cảm 4 vạch có thể dựa vào bảng sau:
Ví dụ: một cuộn cảm có mã màu với vòng màu vàng thứ đầu tiên, vòng thứ hai màu tím, vòng thứ ba màu nâu và vòng thứ tư màu đen
Tra bảng trên ta có vòng thứ nhất và vòng thứ hai sẽ cho biết chữ số có nghĩa là vàng là 4, tím là 7 tức số có nghĩa là 47.
Vòng thứ ba màu nâu tức hệ số nhân là 1 hay nói cách khác là nhân với 10^1
Vòng thứ tư màu đen tức là dung sai là +/- 20%
Như vậy cuộn cảm có giá trị danh nghĩa là 47x10^1= 470 uH và dung sai 20%.
Cuộn cảm 5 vạch màu
Mã màu 5 vạch được sử dụng trên các cuộn cảm đúc xuyên tâm được sử dụng làm cuộn cảm tần số vô tuyến quân sự. Trong các cuộn cảm này, vòng đầu tiên luôn có màu bạc cho biết là cuộn cảm được sử dụng trong các ứng dụng cấp quân sự. Vòng thứ hai và thứ ba chỉ ra các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm và vòng thứ tư cho biết hệ số nhân. Giá trị của điện cảm tính theo đơn vị Micro-Henry. Vòng thứ năm cho biết dung sai. Những cuộn cảm này có thể có dung sai thấp đến 1 phần trăm. Để đọc màu cuộn cảm 5 vạch có thể dựa vào bảng sau:
Ví dụ: một cuộn cảm đúc có mã màu 5 vạch được in trên thân đầu tiên là vạch đôi màu bạc, vạch thứ 2 có màu xanh dương, vạch thứ ba có màu xanh lá, vạch thứ tư có màu nâu và vạch thứ năm có màu đỏ.
Dựa vào bảng trên ta có
Vạch đôi màu bạc cho biết là cuộn cảm sử dụng cho tần số vô tuyến quân sự
Vạch thứ 2 màu xanh dương tức là 6, vạch thứ 3 màu xanh là tức là 5. Như vậy số có nghĩa là 65.
Vạch thứ 4 màu nâu tức là hệ số nhân là 1 hay nói cách khác là nhân với 10^1
Vạch thứ 5 màu đỏ tức là dung sai +/- 2%
Như vậy cuộn cảm tần số vô tuyến quân sự có độ tự cảm danh nghĩa là 65x10^1=650 Micro-Henry với dung sai 2%.
Cách đọc cuộn cảm dán
Cuộn cảm dán hoặc cuộn cảm chip sử dụng các chấm màu thay vì các vạch màu. Nói chung có ba dấu chấm được đọc theo chiều kim đồng hồ từ trên xuống. Hai dấu chấm đầu tiên cho biết các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm và dấu chấm thứ ba biểu thị hệ số nhân. Giá trị của độ tự cảm tính theo đơn vị Nano Henry. Giá trị cuộn cảm dán được đọc theo mã màu của hệ thống 4 vạch màu đã nói ở trên. Nếu có một dấu chấm đơn trên cuộn cảm dán tức là muốn biết giá trị và dung sai của cuộn cảm phải xem trong bảng dữ liệu (datasheet).
Mã màu cuộn cảm RF
Cuộn cảm RF cũng có giá trị tự cảm được biểu thị bằng dấu chấm. Các cuộn cảm này tương tự như cuộn cảm dán SMD nhưng có kích thước nhỏ hơn. Nếu có một dấu chấm đơn trên cuộn cảm RF tức là muốn biết giá trị độ tự cảm và dung sai phải xem bảng dữ liệu (datasheet) của cuộn cảm. Nếu có ba dấu chấm, hai dấu chấm nằm ở một đầu và một dấu chấm được in ở đầu kia. Hai dấu chấm được đọc từ trên xuống dưới và chỉ ra các chữ số có nghĩa của giá trị điện cảm. Dấu chấm đơn ở đầu kia cho biết hệ số nhân. Giá trị của độ tự cảm tính theo đơn vị Nano Henry. Mã màu của nó sẽ tuân theo bảng mã màu cuộn cảm 4 vạch màu đã nói ở trên.
Bây giờ bạn có thể đọc độ tự cảm và dung sai của bất kỳ cuộn cảm nào. Chỉ cần đọc được giá trị độ tự cảm và dung sai là bạn có thể chọn đúng cuộn cảm. Bạn sẽ cần phải kiểm tra các thông số kỹ thuật khác từ bảng dữ liệu được cung cấp bởi nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp nếu được cần thiết.
Công thức Vật lí 11
Độ tự cảm là thước đo của cuộn cảm cảm ứng đối với sự thay đổi của dòng điện chạy qua mạch và giá trị của nó ở Henries càng lớn, tốc độ thay đổi dòng điện càng thấp. Vậy công thức tính độ tự cảm của cuộn dây là gì? Hãy cùng Download.vn theo dõi bài viết dưới đây.
Thông qua tài liệu về công thức tính độ tự cảm của cuộn dây giúp các bạn có thêm nhiều tài liệu học tập, nhanh chóng nắm vững kiến thức từ đó biết giải các bài tập Vật lí 11. Ngoài ra các bạn xem thêm tổng hợp công thức Vật lí 11, công thức tính từ thông.
Một mạch kín (C), trong đó có đòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông Φ qua (C) được gọi là từ thông riêng của mạch.
Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua:
Φ = Li
Trong đó, L là một hệ số, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C) gọi là độ tự cảm của (C).
2. Công thức độ tự cảm của ống dây
Độ tự cảm của một ống dây:
Trong đó:
+ L là hệ số tự cảm của ống dây;
+ N là số vòng dây;
+ l là chiều dài ống dây, có đơn vị mét (N);
+ S là diện tích tiết diện của ống dây, có đơn vị mét vuông (m2).
Đơn vị của độ tự cảm là henri (H)
3. Mở rộng
Có thể suy ra công thức N, l, S từ công thức tính hệ số tự cảm như sau:
Khi đặt vào trong ống dây một vật liệu sắt từ có độ từ thẩm μ thì độ tự cảm có công thức :
Gọi
4. Bài tập độ tự cảm của ống dây
Bài 1: Cho ống dây hình trụ có chiều dài l = 0,5m có 1000vòng, đường kính mỗi vòng dây là 20 cm. Tính độ tự cảm của ống dây.
Bài 2: Một ống dây dài 40 (cm) có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10 (cm 2 ). Tính độ tự cảm của ống dây.
Điện cảm hay còn gọi là hiện tượng tự cảm, nó chỉ xuất hiện trong một mạch kín có dòng điện xoay chiều chạy qua khi đóng hoặc ngắt mạch. Tại bài viết này, ta sẽ tìm hiểu chi tiết về điện cảm là gì, ý nghĩa của điện cảm và cách tính trị số điện cảm của cuộn dây. Mời tìm hiểu!
Cuộn cảm là một loại linh kiện điện tử thụ điện được tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, nó sẽ sinh ra một từ trường khi cho dòng điện chạy qua.
Trong điện cảm là một thành phần hai cực lưu trữ năng lượng trong từ trường của nó. Cuộn cảm sẽ chặn bất kỳ thay đổi trong dòng chảy qua nó.
Cuộn cảm được đặc trưng bởi giá trị của cuộn cảm là tỷ số của điện áp (EMF) cùng sự thay đổi dòng điện bên trong cuộn dây. Nếu dòng điện đi qua cuộn cảm bị thay đổi với tốc độ 1 A/s và 1V EMF được tạo ra bên trong cuộn dây, thì trị số điện cảm của cuộn dây sẽ là 1 Henry.
Ký hiệu cuộn cảm là hình xoắn ở giữa và thẳng ở 2 đầu, kèm ký hiệu chữ “L”.
Cấu tạo, phân loại cuộn cảm
Cuộn cảm được cấu tạo bằng cách dùng dây dẫn quấn thành cuộn, bên trong có lõi.
Các loại cuộn cảm:
- Cuộn cảm lõi rỗng (Air Core Inductor): hoàn toàn không có lõi, thường có trị số điện cảm thấp do cung cấp đường dẫn miễn cưỡng cao cho từ thông.
- Cuộn cảm lõi Ferrite (Ferrite Core Inductors): Ferrite là một gốm oxit kim loại được làm dựa trên hỗn hợp Ferric Oxide Fe2O3. Ferrites mềm được sử dụng cho việc xây dựng cốt lõi nhằm làm giảm tổn thất trễ.
- Cuộn cảm lõi hình xuyến (Toroidal Core Inductors): Có độ rò rỉ rất thấp nhưng phải dùng đến máy cuộn thiết kế đặc biệt để tạo thành cuộn dây này.
- Cuộn cảm ống chỉ (Bobbin based Inductors): Sử dụng phổ biến trong các ứng dụng chuyển đổi năng lượng và bộ nguồn chế độ chuyển đổi.
- Cuộn cảm nhiều lớp (Multi Layer Inductors): Được tạo thành từ hai cuộn dây xếp thành nhiều lớp, phổ biến trong hệ thống thông tin di động và các ứng dụng khử nhiễu.
- Cuộn cảm màng mỏng (Thin Film Inductors): Loại cuộn cảm nhỏ chuyên dùng để tạo thành chip cho các ứng dụng tần số cao, dao động từ khoảng nano Henry.
Tác dụng của cuộn cảm
Công dụng của cuộn cảm là để ngăn chặn dòng điện xoay chiều trong khi nó cho dòng điện một chiều đi qua. Nói cách khác, cuộn cảm dùng để dẫn dòng điện một chiều , ngăn dòng điện cao tần.
Điện cảm là gì? Ý nghĩa của trị số điện cảm
Điện cảm là gì?
“Điện cảm hay còn gọi là hiện tượng tự cảm, là một hiện tượng chỉ xuất hiện trong một mạch kín có dòng điện xoay chiều đi qua khi tiến hành đóng hoặc ngắt mạch”.
Ý nghĩa của trị số điện cảm
– Trị số điện cảm cho biết khả năng tích lũy năng lượng từ trường của cuộn cảm.
Điện cảm hay độ tự cảm là tên gọi của một thuộc tính của một thành phần chống lại sự thay đổi của dòng điện chạy qua qua nó, một đoạn dây thẳng sẽ có một trị số điện cảm.
Một cuộn cảm luôn được đặc trưng bởi độ điện cảm của nó. Trị số điện cảm được tính bằng công thức điện áp chia cho tốc độ thay đổi của dòng điện.
– Đơn vị đo trị số điện cảm là henry (kí hiệu H) – xét trong hệ đo lường quốc tế SI, nó được đặt theo tên nhà khoa học người Mỹ thế kỷ 19 Joseph Henry.
Tính trị số điện cảm cuộn dây
Xét một cuộn dây tự cảm L của một Henry (1H). Khi có một dòng điện chạy qua L thay đổi với tốc độ tương đương 1 A/s. Sự thay đổi này gây ra điện áp 1V (VL) ở trong đó. Từ đó, biểu diễn tốc độ thay đổi dòng điện chạy qua cuộn dây trên mỗi đơn vị thời gian là:
Trong đó:
- di là sự thay đổi của dòng điện trong Ampe
- dt là thời gian để dòng điện này thay đổi (đơn vị s)
Lúc này, điện áp gây ra trong cuộn dây (VL) được biểu thị như sau:
Lưu ý: dấu “-” chỉ thể hiện rằng điện áp cảm ứng này chống lại sự thay đổi của dòng điện trong cuộn dây trên đơn vị thời gian (di/dt).
Từ phương trình trên, ta có trị số điện cảm của cuộn dây được tính như sau:
Trong đó:
- L: Độ tự cảm được tính bằng Henries
- VL: hiệu điện thế trên cuộn dây
- di/dt: tốc độ thay đổi dòng điện (đơn vị A/s – Ampe trên giây)
Như chúng ta đã biết, cuộn cảm là thiết bị có thể lưu trữ năng lượng của chúng dưới dạng từ trường. Cuộn cảm được tạo thành từ các vòng dây và khi số vòng trong cuộn dây đó tăng lên, với cùng một lượng dòng điện chạy qua cuộn dây thì sẽ kéo theo từ thông của nó cũng tăng lên.
Suy ra, bằng cách tăng hay giảm số vòng trên một cuộn dây, ta có thể làm biến đổi trị số điện cảm của cuộn dây đó. Khi đó, mối quan hệ giữa độ tự cảm L và số vòng dây N có thể được cho là:
- L: là Henry
- N: là số lượt
- Φ: từ thông (phi)
- I: cường độ dòng điện (Ampe)
Ví dụ: Cho một cuộn dây thuần cảm không khí rỗng gồm 500 vòng dây, nó tạo ra từ thông 10mWb khi ta cho dòng điện 10 ampe chạy qua. Xác định độ tự cảm của cuộn dây.
Trên đây là toàn bộ nội dùng liên quan đến cuộn cảm, điện cảm, trị số điện cảm. Mong rằng bài viết thực sự bổ ích và giúp các bạn giải đáp các thắc mắc xoay quanh chủ đề này.
Xem thêm: