[2020] Cuộn cảm là gì? Chi tiết kiến thức về cuộn cảm (A-Z)

Chắc chắn sẽ có khá nhiều anh em không khỏi có chung thắc mắc cuộn cảm là gì? Để biết tất tần tật các thông tin liên quan đến cuộn cảm đừng bỏ qua bài chia sẻ dưới đây của Mecsu anh em nhé.

Cuộn cảm là gì?

Cuộn cảm là linh kiện điện tử thụ động có chức năng chứa từ trường và còn là thiết bị điện được cấu tạo bởi một cuộn dây dẫn quấn thành nhiều vòng.  Đơn vị của cuộn cảm là độ tự cảm Henry (H).

→ Cấu tạo cuộn cảm

Cấu tạo của cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, vòng dây được sơn emay cách điện. Về phần lõi của cuộn dây có thể là vật liệu dẫn từ (Ferrite), thép kỹ thuật hoặc là không khí.

→ Nguyên lý hoạt động

Với dòng điện một chiều (dòng điện có chiều và cường độ không đổi): Cuộn dây cuộn cảm hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng (cuộn dây nối đoản mạch). Lúc này dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường B có cường độ và chiều không đổi.

Lúc mắc điện xoay chiều (AC) với cuộn dây, lúc này dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường B biến thiên và một điện trường E biến thiên, lưu ý phải luôn vuông góc với từ trường.

Cuộn cảm có đặc tính lọc nhiễu tốt dành cho các mạch nguồn DC (có lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau tùy vào đặc tính của mỗi cuộn dây).

→ Tính chất của cuộn cảm

Sau đây là tính chất của các cuộn cảm mà anh em có thể tham khảo để nắm đầy đủ các thông tin cần thiết:

Cản trở sự biến thiên của dòng điện

• Khi mở công tắc dòng điện l sẽ chạy qua cuộn dây, lúc này trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trường. Khi l tăng, các đường sức từ đi qua cuộn dây cũng sẽ tăng lên, đồng nghĩa từ thông Φ cũng tăng.
• Chính dòng điện cảm ứng sinh ra từ trường có xu hướng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Chính vì vậy mà chiều của từ trường cảm ứng phải ngược chiều với từ trường do dòng điện (l) sinh ra.
• Áp dụng quy tắc bàn tay phải, anh em có thể xác định được chiều của dòng điện cảm ứng.

Tính chất nạp / xả

• Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn của cuộn cảm, thì cuộn cảm sẽ được nạp vào phần năng lượng từ phần điện năng nhận được.

Tính chất từ của cuộn cảm

• Lúc dòng điện chạy trong dây dẫn cũng sinh ra từ trường phát xạ ra bên ngoài, vì cuốn cảm được tạo nên từ dây dẫn cuộn thành nhiều vòng nên có từ tính. Chính đặc tính này được ứng dụng để làm nam châm.
• Để xác định được chiều của đường sức từ, anh em chỉ cần áp dụng quy tắc bàn tay phải.

→ Cuộn cảm có công dụng gì?

• Nam châm điện

Được xem là một trong những ứng dụng đơn giản nhất của cuộn cảm, lúc có dòng điện chạy qua trong cuộn dây sẽ xuất hiện từ trường. Dùng một lỏi thép mỏng quấn quanh cuộn cảm bên ngoài và cung cấp dòng điện thì tiếp sau đó lỏi thép có thể hút các loại kim loại khác.

• Cuộn cảm lọc nhiễu

Trong các bộ lọc với các tần số khác nhau (bộ lọc cao, bộ lọc loại bỏ băng tần và thông thấp). Chính các bộ lọc tần số này sẽ thực hiện tách thành phần tần số không cần thiết ra khỏi tín hiệu.

• Cảm biến dò kim loại

Được ứng dụng trong các cảm biến tiệm cận dò kim loại để có thể phát hiện các vật thể ở gần thông qua nguyên lý cuộn cảm tạo ra từ trường xung quanh khi có dòng điện chạy qua hoặc có bất cứ sự thay đổi nào xảy ra trong từ trường.

• Máy biến áp

Gồm có 2 cuộn cảm riêng biệt được sắp xếp gần nhau với lõi chung sử dụng từ thông. Máy biến áp có chức năng tăng hoặc giảm điện áp trong truyền tải điện.

• Rơ le điện tử

Đây là một công tắc điện tử có cuộn cảm tạo ra từ trường, chính từ trường này sẽ giúp kéo tiếp điểm cho phép dòng điện chạy qua.

• Loa

Cấu tạo gồm có 01 nam châm hình trụ (2 cực lồng vào nhau, giữa 2 cực có một khoảng trống từ trường rất mạnh) và 01 cuộn dây được gắn trực tiếp với màng loa và được đặt trong khe từ, màng loa còn được nâng đỡ bởi gân cao su để làm cho màng loa có thể dễ dàng dao động.

• Động cơ

Là thành phần không thể thiếu trong bất cứ động cơ điện nào, chính tính chất từ của cuộn cảm sẽ biến điện năng thành cơ năng.

→ Thông số kỹ thuật

• Hệ tự cảm: Là đại lượng trăng của cuộn dây khi đáp ứng với điện trường và từ trường. Hệ tự cảm được ký hiệu là H và đọc là Henry.
• Nội trở của cuộn dây: Đây là giá trị điện trở của dây dẫn tạo nên cuộn dây, được ký hiệu là R. Đối với điện dân dụng thì thường sử dụng các cuộn dây có hệ số tự cảm nhỏ nên điện nội trở rất nhỏ (thường bằng 0).
• Khả năng chịu đựng dòng điện: Lúc hoạt động thì sẽ có dòng điện chạy qua trong cuộn dây. Trong trường hợp dòng điện chạy qua cuộn dây quá lớn sẽ làm cho cuộn dây bị đứt, chính vì thế mà cần có quy định dòng điện cực đại của cuộn cảm.

Có bao nhiêu loại cuộn cảm?

Với từng tính chất mà cuộn cảm được chia thành nhiều loại khác nhau:

• Dựa theo cấu tạo và phạm vi ứng dụng thì cuộn cảm được chia thành 3 loại chính: Cuộn cảm âm tần, cuộn cảm trung tần, cuộn cảm cao tần.
• Theo hình dáng cuộn cảm gồm có: Cuộn cảm loại dán và cuộn cảm loại cắm.
• Chỉ riêng cấu tạo thì gồm: Lõi không khí, lõi thép, lõi ferit,...

→ Một số loại cuộn cảm phổ biến

• Cuộn cảm có lõi nhiều lớp

Cuộn cảm này sẽ gồm có 1 ống dây, 1 lõi nhiều lớp và 1 cuộn dây quấn quanh ống dây. Loại này có thể ứng dụng cho các bộ lọc nhiễu hoặc sạc các phương tiện giao thông.

• Cuộn cảm lõi không khí

Có hình trụ với vật liệu lõi, được sử dụng cho các ứng dụng có tần số.

• Cuộn cảm ống chỉ

Được ứng dụng chủ yếu trong các ứng dụng chuyển đổi năng lượng và các bộ nguồn chế độ chuyển đổi như radio, mạch lọc,...

• Cuộn cảm lõi Ferrite

Đây là loại lõi được trộn từ oxit sắt với oxit kim loại (Mg, Zn,...) có độ thấm, điện trở cao. Cuộn cảm được ứng dụng adapter nguồn như: bộ lọc pi, mạch SMPS,...

• Cuộn cảm lõi hình xuyến

Loại này có hình dáng như 1 bánh donut (vòng kín), thường được ứng dụng trong các thiết bị y tế, thiết bị bộ điều chỉnh công tắc.

• Cuộn cảm vòng màu

Có cấu tạo từ 1 dây đồng mỏng quấn quanh lõi Ferrite, có các giá trị được in dưới các dải màu. Ứng dụng trong chuyển đổi tăng cường, bộ lọc dòng.

• Cuộn cảm dán

Được thiết kế đặc biệt (lớp chắn giảm tiếng ồn, gắn PCB). Dây được cuộn theo kiểu hình trụ và bảo vệ bởi lớp vỏ. Thường được ứng dụng trong các sản phẩm chạy bằng pin, ứng dụng PDA.

• Cuộn cảm màng mỏng

Bằng cách xử lý màng mỏng để tạo ra cuộn cảm chip cũng là cách cuộn cảm này hình thành. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng có tần số cao.

Các đại lượng đặc trưng của cuộn cảm

#1 Hệ số tự cảm (định luật Faraday)

Được xem là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua. Ta có công thức:

L = ( µr.4.3,14.n2.S.10-7 ) / l

Trong đó:

• L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H)
• n : là số vòng dây của cuộn dây.
• l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)
• S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2
• µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi.

#2 Cảm kháng

Là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều. Ta có công thức:

ZL = 2.314.f.L

Trong đó:

• ZL: Là cảm kháng, đơn vị là Ω
• f : là tần số đơn vị là Hz
• L: là hệ số tự cảm, đơn vị là Henry

#3 Điện trở thuần của cuộn dây

Điện trở này chúng ta có thể đo được bằng đồng hồ vạn năng, những cuộn dây tốt thường sẽ có điện trở thuần rất nhỏ với cảm kháng. Loại điện trở này còn được gọi với tên khác là điện trở tổn hao vì nó sinh ra nhiệt lúc cuộn dây hoạt động.

#4 Tính chất nạp, xả của cuộn cảm

Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây sẽ có nạp năng lượng dưới dạng từ trường, được tính theo công thức. Ta có:

W = L.I2 / 2

Trong đó:

• W: năng lượng (June)
• L: Hệ số tự cảm (H)
• l: dòng điện

Hướng dẫn đọc giá trị cuộn cảm chuẩn xác

Việc lựa chọn đúng cuộn cảm cũng đòi hỏi anh em phải nắm được cách đọc các thông số của cuộn cảm. Dưới đây là 3 cách đọc giá trị cuộn cảm chính xác mà anh em nào mới lần đầu thử nghiệm tham khảo nha:

→ Cuộn cảm 4 vạch màu

Đối với cuộn cảm 4 vạch màu anh em nên đọc theo vòng màu như sau:

• Vòng màu 1: Tiến hành đọc chỉ số có nghĩa thứ nhất hoặc theo chấm thập phân.
• V.màu 2: Đọc chỉ số có nghĩa thứ hai hoặc theo chấm thập phân.
• Vòng màu 3: Là chỉ số 0 cần thêm vào (đơn vị đo là μH).
• V.màu 4: Là chỉ dung sai %.

→ Cuộn cảm 5 vạch màu

Cuộn cảm 5 vạch màu là loại cuộn cảm có tần số vô tuyến quân sự. Vòng đầu tiên của cuộn cảm có màu bạc để cho biết được sử dụng trong các ứng dụng cấp quân sự, vòng thứ 2 và thứ 3 cho biết giá trị điện cảm, vòng thứ 4 cho biết hệ số nhân và vòng thứ cho biết dung sai.

Dựa vài bảng màu ta có:

• Vạch đôi màu bạc: Cuộn cảm được sử dụng cho tần số vô tuyến quân sự
• V. thứ 2 màu xanh dương (6), vạch thứ 3 màu xanh (5)
• Vạch thứ 4 màu nâu: Là hệ số nhân (nhân với 10^1)
• V. thứ 5 màu đỏ: Dung sai +/- 2%

→ Cuộn cảm dán

Với dạng cuộn cảm dán sẽ sử dụng các dấu chấm than ghi trên cuộn cảm để đọc giá trị (đơn vị là Nano Henry).

Hướng dẫn cách đo, kiểm tra cuộn cảm

→ Xem xét cuộn cảm có đứt không?

Để biết được cuộn cảm còn có thể sử dụng hay không, anh em nên dùng đồng hồ vạn năng, thông mạch hoặc thang ohm. Khi tiến hành đo sẽ dí vào 2 đầu của cuộn cảm:

• Đối với cuộn cảm còn tốt: Điện trợ của cuộn cảm sẽ giảm dần đến một thông số nhất định nào đó hoặc còi báo thông mạch.
• Đối với cuộn cảm bị đứt: Điện trở của cuộc cảm không hiện lên hoặc cũng không báo còi.

→ Đo giá trị tự cảm của cuộn dây

Để đo giá trị tự cảm của cuộn dây anh em cũng có thể sử dụng đồng hồ vạn năng (đồng hồ có ký hiệu chữ L cho điện cảm, H hoặc Henry cho điện cảm).

Tiến hành để thang đo hợp lý, đưa que đo vào 2 đầu của cuộn cảm, cuộn cảm còn dùng được sẽ hiện chữ L. Anh em sẽ thực hiện so giá trị L hiện trên thang đo và giá trị L của cuộn cảm để biết có thể sử dụng cuộn cảm tiếp tục không.

Hướng dẫn mắc cuộn cảm đúng cách

Sau đây sẽ là 2 cách mắc cuộn cảm chính xác mà anh em có thể tham khảo để thực hiện đúng:

→ Cách nối tiếp

Lúc mắc nhiều cuộn dây lại với nhau, tổng từ dung sẽ tăng và bằng tổng của các từ dung. Ở đoạn mạch cuộn cảm nối tiếp thì lượng dòng điện chạy trong mỗi cuộn cảm và số cuộn cảm trong mạch mắc nối tiếp phải bằng nhau. Đồng nghĩa với việc giá trị của dòng điện qua mỗi cuộn cảm sẽ giống nhau.

→ Cách song song

Đây là cách mắc làm độ tự cảm (từ dung) sẽ giảm đi. Nghĩa là dòng điện l1 chạy trong cuộn cảm L1, dòng điện l2 chạy trong cuộn cảm L2 và tương tự với dòng điện l3 và cuộn cảm L3. Và L tổng chính là tổng lượng dòng điện chạy trong mạch.

>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op

>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j

 Mời anh em xem thêm:

• (Ballast) Chấn lưu là gì? Có mấy loại chấn lưu?
•  Varistor là gì? Ký hiệu và tác dụng của Varistor
• Cách quấn motor 1 pha ĐƠN GIẢN

Mong rằng bài chia sẻ ở trên của Mecsu giúp anh em trả lời được câu hỏi cuộn cảm là gì và tất cả các thông tin liên quan về cuộn cảm. Nếu anh em cần biết thêm thông tin liên quan đến cuộn cảm vui lòng liên hệ với Mecsu nhé. Cám ơn anh em đã theo dõi.