Cuộn Cảm – Wikipedia Tiếng Việt

Cuộn cảm
Các cuộn cảm cho mạch điện tử
Loại	Thụ động
Nguyên lý hoạt động	Cảm ứng điện từ
Phát minh	Michael Faraday (1831)
Chân	2
Ký hiệu điện
L

Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H).

Tổng quan

[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với dòng điện một chiều (DC), dòng điện có cường độ và chiều không đổi (tần số bằng 0), cuộn dây hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng không hay nói khác hơn cuộn dây nối đoản mạch. Dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, có cường độ và chiều không đổi.

Khi mắc điện xoay chiều (AC) với cuộn dây, dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường B, biến thiên và một điện trường, E, biến thiên nhưng luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều.

Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau tùy vào đặc tính cụ thể của từng cuộn cảm, giúp ổn định dòng, ứng dụng trong các mạch lọc tần số.

Từ trường và từ dung

[sửa | sửa mã nguồn]

Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và trở thành nam châm điện. Khi không có dòng điện chạy qua, cuộn dây không có từ. Từ trường sản sinh tỉ lệ với dòng điện

B . A = I L {\displaystyle B.A=IL}

Hệ số tỷ lệ L là từ dung hay độ tự cảm, là tính chất vật lý của cuộn dây, đo bằng đơn vị Henry - H, thể hiện khả năng sản sinh từ của cuộn dây bởi một dòng điện, A là diện tích bề mặt cuộn dây. B.A ứng với từ thông. Từ dung càng lớn thì từ thông sinh ra càng lớn (ứng với cùng một dòng điện), và cũng ứng với dự trữ năng lượng từ trường (từ năng) trong cuộn dây càng lớn.

Bảng dưới đây tóm tắt công thức tính từ dung cho một số trường hợp

Trường hợp	Công thức	Chú thích
Hình trụ tròn dài [1]	L = μ 0 K N 2 A l {\displaystyle L={\frac {\mu _{0}KN^{2}A}{l}}}	L = từ dung đo bằng Henry (H) μ0 = độ từ thẩm của chân không = 4 π {\displaystyle \pi } × 10−7 H/m K = hệ số Nagaoka[1] N = số vòng A = tiết diện cuộn dây đo bằng mét vuông (m²) l = chiều dài cuộn dây (m)
Dây dẫn thẳng dài	L = l ( ln ⁡ 4 l d − 1 ) ⋅ 200 × 10 − 9 {\displaystyle L=l\left(\ln {\frac {4l}{d}}-1\right)\cdot 200\times 10^{-9}}	L = từ dung (H) l = chiều dài dây (m) d = đường kính dây (m)
	L = 5.08 ⋅ l ( ln ⁡ 4 l d − 1 ) {\displaystyle L=5.08\cdot l\left(\ln {\frac {4l}{d}}-1\right)}	L = từ dung (H) l = chiều dài dây (in) d = đường kính dây (in)
Cuộn dây trụ tròn ngắn	L = r 2 N 2 9 r + 10 l {\displaystyle L={\frac {r^{2}N^{2}}{9r+10l}}}	L = từ dung (µH) r = bán kính ngoài của cuộn dây (in) l = chiều dài cuộn dây (in) N = số vòng quấn
Cuộn dây nhiều lớp	L = 0.8 r 2 N 2 6 r + 9 l + 10 d {\displaystyle L={\frac {0.8r^{2}N^{2}}{6r+9l+10d}}}	L = từ dung (µH) r = bán kính trung bình của cuộn dây (in) l = chiều dài của dây quấn (in) N = số vòng d = độ dày của lớp quấn (in)
Cuộn dây quấn xoáy ốc trên mặt phẳng	L = r 2 N 2 ( 2 r + 2.8 d ) × 10 5 {\displaystyle L={\frac {r^{2}N^{2}}{(2r+2.8d)\times 10^{5}}}}	L = từ dung (H) r = bán kính trung bình của cuộn dây (m) N = số vòng d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (m)
	L = r 2 N 2 8 r + 11 d {\displaystyle L={\frac {r^{2}N^{2}}{8r+11d}}}	L = từ dung (H) r = bán kính trung bình của cuộn dây (in) N = số vòng d = độ dày của lớp quấn (bán kính ngoài trừ bán kính trong) (in)
Lõi hình vòng xuyến (thiết diện tròn)	L = μ 0 μ r N 2 r 2 D {\displaystyle L=\mu _{0}\mu _{r}{\frac {N^{2}r^{2}}{D}}}	L = từ dung (H) μ0 = độ từ thẩm của chân không = 4 π {\displaystyle \pi } × 10−7 H/m μr = độ từ thẩm tương đối của vật liệu lõi N = số vòng r = bán kính vòng quấn (m) D = đường kính vòng xuyến (m)

Điện thế, dòng điện và trở kháng

[sửa | sửa mã nguồn]

Theo định luật cảm ứng Faraday, từ trường biến thiên theo thời gian tạo ra một điện thế trên cuộn dây V.

V = d B d t = d ( L I ) d t = L d I d t + I d L d t = L d I d t {\displaystyle V={\frac {dB}{dt}}={\frac {d(LI)}{dt}}=L{\frac {dI}{dt}}+I{\frac {dL}{dt}}=L{\frac {dI}{dt}}}

Với từ dung không đổi theo thời gian:

V = L d I d t {\displaystyle V=L{\frac {dI}{dt}}}

Dòng điện chạy trên cuộn dây có liên hệ với điện thế qua:

I = 1 L ∫ V d t {\displaystyle I={\frac {1}{L}}\int Vdt}

Trở kháng phức của cuộn cảm với dòng điện xoay chiều, phụ thuộc vào tần số của dòng điện xoay chiều.

Z = R + X L {\displaystyle Z=R+X_{L}} Z = R + j ω L {\displaystyle Z=R+j\omega L}

Với j là đơn vị ảo, ω là tần số góc của dòng điện xoay chiều.

Trường hợp cuộn dây không có điện trở, R=0, điện thế đi trước dòng điện một pha 90°. Trong trường hợp cuộn dây có điện trở, R>0, điện thế đi trước dòng điện một góc θ

tan ⁡ θ = ω L R = 2 π f L R {\displaystyle \tan {\theta }=\omega {\frac {L}{R}}=2\pi f{\frac {L}{R}}}

Năng lượng lưu trữ

[sửa | sửa mã nguồn]

Năng lượng từ trường lưu trữ trên cuộn dây được tính theo công thức: E = 1 2 L I 2 {\displaystyle E={1 \over 2}LI^{2}}

Chỉ số chất lượng

[sửa | sửa mã nguồn]

Chỉ số chất lượng hay còn gọi là hệ số phẩm chất, Q, được định nghĩa là tỉ số của điện ứng trên điện trở

Q = X L R L {\displaystyle Q={\frac {X_{L}}{R_{L}}}} Q = ω L R L {\displaystyle Q={\frac {\omega L}{R_{L}}}}

Phương pháp nối kết

[sửa | sửa mã nguồn]

Nhiều cuộn dây có thể mắc nối tiếp với nhau để tăng từ dung hay song song với nhau dễ giảm từ dung.

Khi mắc nối tiếp nhiều (n) cuộn dây lại với nhau, tổng từ dung sẽ tăng và bằng tổng của các từ dung:

Lt = L1 + L2 +... + Ln

Khi mắc song song nhiều (n) từ dung lại với nhau, từ dung tổng sẽ giảm, nghịch đảo của từ dung tổng bằng tổng nghịch đảo các từ dung:

1 L T = 1 L 1 + 1 L 2 + . . . + 1 L n {\displaystyle {\frac {1}{L_{T}}}={\frac {1}{L_{1}}}+{\frac {1}{L_{2}}}+...+{\frac {1}{L_{n}}}}

Xem thêm

[sửa | sửa mã nguồn] Ứng dụng cuộn cảm

• Nam châm điện
• Công tắc điện tử

Mạch điện

• LC
• RC
• RL
• RLC

Tham khảo

[sửa | sửa mã nguồn]

1. ^ a b Nagaoka, Hantaro (ngày 6 tháng 5 năm 1909). "The Inductance Coefficients of Solenoids". Journal of the College of Science. Quyển 27. Imperial University, Tokyo, Japan. tr. 18. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 8 năm 2009. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2009.

Liên kết ngoài

[sửa | sửa mã nguồn] Wikiquote có bộ sưu tập danh ngôn về: Cuộn cảm

• Tư liệu liên quan tới Inductors tại Wikimedia Commons

x t s Linh kiện điện tử
Linh kiện bán dẫn	Diode DIAC Tuyết lở Ổn dòng (CLD, CRD) LED OLED PIN Laser Quang Schottky Shockley Step recovery Quadrac Thyristor SCR TRIAC Trisil Tunnel Zener Transistor Lưỡng cực BJT Đơn nối UJT (Khuếch tán • Lập trình PUT) Đa cực Darlington Photo Trường FET JFET ISFET FinFET IGBT IGFET CMOS BiCMOS MESFET MOSFET FGMOS MuGFET LDMOS NMOS PMOS VMOS Màng mỏng TFT Hữu cơ (OFET • OLET) Sensor (Bio-FET • ChemFET) Khác Mạch lượng tử Memistor Memristor Photocoupler Photodetector Solaristor Trancitor Varactor Varicap Vi mạch IC
Ổn áp	Bơm điện tích Boost Buck Buck–boost Ćuk Ổn áp Switching Low-dropout SEPIC Split-pi Tụ Sw.
Đèn vi sóng	BWO Magnetron CFA Gyrotron Cảm ứng IOT Klystron Maser Sutton Sóng chạy TWT
Đèn điện tử, tia âm cực	Audion Compactron Acorn Nhân quang điện Diode Barretter Nonod Nuvistor Pentagrid (Hexode, Heptode, Octode) Pentode Đèn quang điện (Phototube) Tetrode tia Tetrode Triode Van Fleming Lệch tia Charactron Iconoscope Mắt thần Monoscope Selectron Storage Trochotron Video camera Williams
Đèn chứa khí	Cathode lạnh Crossatron Dekatron Ignitron Krytron Van thủy ngân Neon Thyratron Trigatron Ổn áp
Hiển thị	Nixie 7 thanh Đa đoạn LCD Ma trận điểm Đĩa lật
Điều chỉnh	Chiết áp Chiết áp số Tụ biến đổi Varicap
Thụ động	Biến áp Đầu nối (Audio và video • Nối nguồn • Nối RF) Lõi Ferrit Cầu chì Điện trở (Trở quang • Trở nhiệt) Chuyển mạch Varistor Dây Dây Wollaston
Điện kháng	Tụ điện Cộng hưởng gốm Dao động tinh thể Cuộn cảm Parametron Relay (Reed • Thủy ngân)

x t s Máy móc
Máy cơ đơn giản	Mặt phẳng nghiêng Đòn bẩy Ròng rọc Screw Nêm Wheel and axle
Đồng hồ	Đồng hồ nguyên tử Chronometer Đồng hồ quả lắc Quartz clock
Máy nén khí và Máy bơm	Vít Archimedes Eductor-jet pump Hydraulic ram Máy bơm Trompe Bơm chân không
ECE	Động cơ hơi nước Động cơ Stirling
ICE	Động cơ tuốc bin khí Reciprocating engine Rotary engine Nutating disc engine
Linkages	Pantograph Peaucellier-Lipkin
Tua bin	Động cơ tuốc bin khí Động cơ phản lực không khí Tựa tuốc-bin Động cơ tuốc bin hơi nước Tuốc bin nước Turbine gió Cối xay gió
Aerofoil	Buồm Wing Rudder Flap Propeller
Điện tử	Đèn điện tử chân không Transistor Diode Điện trở Tụ điện Cuộn cảm
Xe	Ô tô
Miscellaneous	Mecha Robot Máy nông nghiệp Seed-counting machine Máy bán hàng Đường hầm gió Check weighing machines Riveting machines
Springs	Spring_(device)

x t s Công nghệ và các khái niệm liên quan
Các công nghệ chính Các nhu cầu thiết yếu Nông nghiệp Thuần hóa Ghép cây Động vật lao động Quần áo Máy may Nấu ăn Bia Bánh mì Phô mai Xay Rượu vang Bảo quản thực phẩm Gốm sứ Vệ sinh Hệ thống ống nước Nhà vệ sinh Công cụ / Thiết bị Lưỡi dao Búa Cái cày Nêm Vũ khí Súng Xã hội Kế toán Tính toán Bàn tính Lịch Mật mã học Ổ khóa và chìa khóa Tiền tệ Tiền giấy Tiền xu Nhạc cụ Máy hát (Phonograph) Đồ chơi Trò chơi Trò chơi điện tử Chữ viết Sách Bản đồ Máy in Máy đánh chữ Xây dựng Cống dẫn nước Kênh đào Thủy lợi Vòm cung Cầu Tòa nhà Công sự Nền móng Giàn giáo Tháp Đập nước Hộp chìm Thợ đá xây dựng Đường Đường hầm Giao thông Máy bay Khí cầu Máy bay Thủy phi cơ La bàn Thang máy Cưỡi ngựa Bàn đạp Động cơ phản lực Tên lửa Phương tiện cơ giới Đường sắt Tàu hỏa Bộ thiết bị lặn (Scuba) Tàu vũ trụ Vệ tinh Trạm vũ trụ Bộ đồ vũ trụ Tàu thủy Thuyền buồm Tàu biển Tàu ngầm Sản xuất In 3D Thủ công mộc Đúc Ép phun Đúc khuôn sáp Sản xuất hàng loạt Dây chuyền lắp ráp Các bộ phận thay thế Máy công cụ Hàn Máy đơn giản Trục xe Vòng bi Vòng bi cầu Dây đai Xích Đòn bẩy Máy bắn đá Cần trục Gàu tát nước Liên kết Cam Bộ ly hợp Liên kết bốn thanh Pít-tông Bánh răng thanh răng Con lắc Vít Vít Archimedes Chân vịt Lò xo Van Bánh xe Ròng rọc Bánh đà Bánh răng Bàn xoay làm gốm Ròng rọc Cánh Máy móc Máy móc nông nghiệp Thiết bị gia dụng Máy rửa chén Máy giặt Động cơ Động cơ điện Động cơ đốt trong Tua-bin Bánh xe nước Cối xay gió Thiết bị hạng nặng Máy thủy lực Xi-lanh thủy lực Bộ chia thủy lực Máy bơm Cơ chế Đồng hồ Vi sai (thiết bị cơ khí) Bánh răng hành tinh Khớp đỡ Con quay hồi chuyển Cơ chế Whippletree Vi cơ điện tử (MEMS) Khí nén Máy nén Máy khoan phá bê tông Súng tán đinh Bơm chân không Rô-bốt Cánh tay rô-bốt Cơ chế chân Phát triển năng lượng Kiểm soát lửa Lò than Lò nướng Tích trữ năng lượng Pin điện Năng lượng địa nhiệt Bộ trao đổi nhiệt Bơm nhiệt Công nghệ hạt nhân Năng lượng hạt nhân Vũ khí hạt nhân Khai thác dầu Khai thác dầu bằng phương pháp thủy lực (Fracking) Làm lạnh Điều hòa không khí Tủ lạnh Năng lượng mặt trời Pin quang điện Vật liệu Xi măng Bê tông Gốm sứ Gạch Đá mảnh Kính Xây dựng bằng đá Luyện kim Nhôm Đồng thiếc Rèn sắt Thép Vật liệu nano Giấy Nhựa Đất nện Tái chế Cao su Lưu hóa cao su Dệt may Khung cửi Guồng quay sợi Công nghệ sinh học Kiểm soát sinh sản Truyền máu Nha khoa Kỹ thuật di truyền Chỉnh sửa gen CRISPR Xét nghiệm gen PCR Bệnh viện Chẩn đoán hình ảnh y tế Thuốc men Gây mê Thuốc kháng sinh Chi giả Phẫu thuật Vắc xin Hóa học Chất tẩy rửa Xà phòng Thuốc nhuộm Chất nổ Dynamite Pháo hoa Thuốc súng TNT Phân bón Quy trình Haber Đồ thủy tinh trong phòng thí nghiệm Thuốc trừ sâu Chất tạo màu Quá trình tách Sắc ký Chưng cất Lọc Máy quang phổ Tổng hợp hóa học Điện từ học Nam châm điện Laser Đĩa quang học Thấu kính Kính mắt Lưu trữ từ tính Lò vi sóng Gương Sợi quang học Thiết bị quang học Kính hiển vi Kính thiên văn Máy gia tốc hạt Nhiếp ảnh Máy ảnh Phim điện ảnh Radar Viễn thông Điện thoại di động Radio Điện báo Điện thoại Truyền hình Điện lực Mạch điện AC Cầu dao điện DC Lưới điện Cầu chì Máy phát điện Công tắc Máy biến áp Đèn điện Đèn huỳnh quang Bóng đèn sợi đốt Đèn LED Đèn neon Điện tử Tụ điện Bảng mạch Điện trở Cuộn cảm Bóng đèn chân không Cột thu lôi Đồng hồ vạn năng Máy hiện sóng Siêu dẫn Diode Mạch tích hợp Transistor Siêu dẫn Máy tính Trí tuệ nhân tạo Phần cứng máy tính CPU GPU Modem Bo mạch chủ Chuột máy tính RAM Router Lưu trữ Màn hình cảm ứng Mạng máy tính Mô hình Client-Server Email Internet Peer-to-peer Mạng xã hội World Wide Web Ngôn ngữ lập trình Phần mềm Trình biên dịch Cơ sở dữ liệu GUI Phần mềm đồ họa Hệ điều hành Bảng tính Trình duyệt web Trình xử lý văn bản
Quan điểm Phê bình Công nghệ phù hợp Công nghệ thấp Luddite Tân Luddite Nguyên tắc phòng ngừa Công nghệ sinh thái Công nghệ môi trường Công nghệ sạch Thiết kế bền vững Kỹ thuật bền vững Chính sách & chính trị Chính quyền bằng thuật toán Sở hữu trí tuệ Bằng sáng chế Bí mật thương mại Công nghệ thuyết phục Chính sách khoa học Chiến lược công nghệ Đánh giá công nghệ Chủ nghĩa công nghệ hiện thực Tiến bộ công nghệ Nghiên cứu về tương lai Dự báo công nghệ Chủ nghĩa không tưởng công nghệ Phong trào kỹ trị Điểm kỳ dị công nghệ Chủ nghĩa siêu nhân Nghiên cứu Sự khuếch tán đổi mới Chuyển giao công nghệ Lịch sử Thời gian của các phát minh lịch sử Triết học Xây dựng xã hội của công nghệ Định mệnh công nghệ Mô hình chấp nhận công nghệ
Các khái niệm liên quan Khoa học ứng dụng Nông học Kiến trúc Xây dựng Kỹ thuật Giám định tư pháp Lâm nghiệp Hậu cần Y học Khai thác mỏ Định vị Khảo sát Đổi mới Thiết kế Công nghệ cao Phát minh Công nghệ trưởng thành Nghiên cứu và phát triển Sự hội tụ công nghệ Chu kỳ công nghệ
Thể loại Đề cương Cổng thông tin

Cơ sở dữ liệu tiêu đề chuẩn
Quốc tế	GND
Quốc gia	Hoa Kỳ Cộng hòa Séc Israel
Khác	Yale LUX

Bài viết liên quan đến công nghệ này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn.

• x
• t
• s