điện cảm

cuộn cảm thực hiện điều này bằng cách tạo ra một emf tự cảm do từ trường thay đổi của nó. Trong một mạch điện, khi emf được cảm ứng trong cùng một mạch mà dòng điện thay đổi, hiệu ứng được gọi là cảm ứng tự lực , (l) nhưng đôi khi thường được gọi là phản emf vì cực của nó ngược chiều. ngược chiều với điện áp đặt vào.

quan sát: cách tính cuộn cảm

khi emf được cảm ứng là một thành phần lân cận nằm trong cùng một từ trường, emf được cho là do cảm ứng lẫn nhau , (m) gây ra và cảm ứng lẫn nhau là hoạt động cơ bản hiệu quả của máy biến áp, động cơ, rơ le, v.v. một trường hợp đặc biệt của cảm kháng lẫn nhau và vì nó xảy ra trong một mạch duy nhất, chúng tôi thường gọi điện cảm đơn giản là điện cảm .

cảm biến nhiệt độ là gì? cấu trúc cảm biến nhiệt độ

cách sử dụng đồng hồ vạn năng

Đơn vị đo độ tự cảm cơ bản được gọi là henry, (h) cho joseph henry, nhưng nó cũng có đơn vị webers trên một ampe (1 h = 1 wb / a).

Định luật lenz cho chúng ta biết rằng một emf cảm ứng tạo ra một dòng điện theo hướng chống lại sự thay đổi trong từ thông gây ra emf ngay từ đầu, nguyên tắc hoạt động và phản ứng. thì chúng ta có thể xác định chính xác độ tự cảm là: một cuộn dây sẽ có giá trị độ tự cảm bằng một giá trị khi một emf của một vôn được tạo ra trong cuộn dây khi dòng điện chạy qua cuộn dây nói trên thay đổi với tốc độ một ampe / giây.

Nói cách khác, một cuộn dây có độ tự cảm, (l) của một cuộn dây, (1h) khi dòng điện chạy qua cuộn dây thay đổi với tốc độ một ampe / giây, (a / s). sự thay đổi này gây ra điện áp một vôn, (v l) trên nó. do đó, biểu diễn toán học của tốc độ thay đổi dòng điện qua cuộn dây quấn trên một đơn vị thời gian được đưa ra là:

trong đó: di là dòng điện thay đổi tính bằng ampe và dt là thời gian dòng điện này thay đổi tính bằng giây. thì điện áp gây ra trong cuộn dây, (v l) có độ tự cảm là l do sự thay đổi dòng điện này được biểu thị là:

Xem Thêm : Tổng hợp những mẫu đơn xin đi học thông dụng nhất

Lưu ý rằng dấu âm biểu thị sự thay đổi điện áp cảm ứng so với sự thay đổi dòng điện qua cuộn dây trên một đơn vị thời gian (di / dt).

Từ phương trình trên, độ tự cảm của cuộn dây có thể được biểu thị bằng:

điện cảm của cuộn dây

trong đó: l là độ tự cảm tính bằng henrys, v l là điện áp trên cuộn dây và di / dt là tốc độ thay đổi của dòng điện tính bằng ampe trên giây, a / s.

độ tự cảm, l thực chất là thước đo phản ứng của cuộn cảm đối với sự thay đổi của dòng điện chạy qua mạch và giá trị của nó càng cao tính theo henries thì tốc độ thay đổi của dòng điện càng thấp.

Chúng ta đã biết từ hướng dẫn trước về cuộn cảm, rằng cuộn cảm là thiết bị có thể lưu trữ năng lượng của chúng dưới dạng từ trường. Một cuộn cảm được làm bằng các vòng dây riêng lẻ kết hợp với nhau để tạo thành một cuộn dây, và nếu số vòng dây trong cuộn dây tăng lên, thì với cùng một dòng điện chạy qua cuộn dây, từ thông cũng sẽ tăng lên.

vì vậy việc tăng số vòng dây hoặc số vòng dây trong một cuộn dây sẽ làm tăng độ tự cảm của cuộn dây. thì mối quan hệ giữa độ tự cảm, (l) và số vòng dây, (n) và đối với cuộn dây một lớp đơn giản có thể được đưa ra như sau:

độ tự cảm của cuộn dây

trong đó: l tính bằng henrys n là số vòng quay Φ trong từ thông Ι tính bằng amps

Biểu thức này cũng có thể được định nghĩa là liên kết từ thông, (nΦ) chia cho dòng điện, hiệu dụng tương đương với giá trị của dòng điện chạy qua mỗi vòng của cuộn dây. lưu ý rằng phương trình này chỉ áp dụng cho các vật liệu từ tính tuyến tính.

ví dụ điện cảm số 1

Một cuộn dây không khí lõi rỗng gồm 500 vòng dây đồng tạo ra từ thông 10 mwb khi cho dòng điện một chiều có cường độ 10 ampe chạy qua. Tính độ tự cảm của cuộn dây theo đơn vị milimét.

ví dụ điện cảm thứ 2

tính giá trị của suất tự cảm sinh ra trong cùng một cuộn dây sau thời gian 10ms.

xem thêm: không mở file excel trên điện thoại, cài đặt và cấu hình office trên thiết bị android

Độ tự cảm của cuộn dây hay chính xác hơn là hệ số tự cảm cũng phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của nó. ví dụ, kích thước, chiều dài, số lượt, v.v. vì vậy có thể xảy ra hiện tượng tự cảm rất cao dùng lõi có độ từ thẩm cao và số vòng dây lớn. khi đó, đối với một cuộn dây, từ thông tạo ra trong lõi bên trong của nó bằng:

trong đó: Φ là từ thông, b là mật độ từ thông và một là diện tích.

Xem Thêm : Công thức tính độ bất bão hòa hợp chất hữu cơ hay nhất | Hóa học lớp 11

nếu lõi bên trong của một cuộn dây điện từ dài có n vòng trên mét dài, không khí được điều hòa, thì cảm ứng từ trong lõi của nó sẽ được cho như sau:

trong đó: l tính bằng henries l ο là độ từ thẩm của không gian tự do (4.π.10 – 7) n là số vòng quay a là vùng lõi bên trong (πr 2) tính bằng m 2 l là chiều dài của cuộn dây cáp tính bằng mét

Vì độ tự cảm của cuộn dây là do từ thông xung quanh nó, thông lượng càng mạnh đối với một giá trị nhất định của dòng điện thì độ tự cảm càng lớn. do đó, một cuộn dây gồm nhiều vòng sẽ có giá trị độ tự cảm cao hơn chỉ một vài vòng, và do đó công thức trên sẽ cho độ tự cảm l, tỷ lệ với số vòng quay bình phương n 2.

eeweb có một công cụ tính điện cảm cuộn dây trực tuyến miễn phí giúp tính toán độ tự cảm của cuộn dây cho các cấu hình định vị và kích thước dây khác nhau.

Ngoài việc tăng số vòng của cuộn dây, chúng ta cũng có thể tăng độ tự cảm bằng cách tăng đường kính của cuộn dây hoặc kéo dài lõi. Trong cả hai trường hợp, cần nhiều dây hơn để tạo cuộn dây và do đó có nhiều dòng điện hơn để tạo ra emf cần thiết.

Độ tự cảm của cuộn dây có thể tăng thêm nếu cuộn dây được quấn trên lõi sắt từ, là vật liệu làm bằng sắt mềm, hơn là khi cuộn dây được quấn trên lõi không từ tính hoặc rỗng.

lõi ferit

Nếu lõi bên trong được làm bằng một số vật liệu sắt từ như sắt mềm, coban hoặc niken, độ tự cảm của cuộn dây sẽ tăng lên rất nhiều vì với cùng một dòng điện, từ thông tạo ra sẽ mạnh hơn nhiều. điều này là do vật liệu này tập trung các dòng lực mạnh hơn qua vật liệu lõi sắt từ mềm hơn, như chúng ta đã thấy trong hướng dẫn về nam châm điện.

vì vậy, ví dụ, nếu vật liệu lõi có độ từ thẩm tương đối lớn hơn 1000 lần so với không gian tự do, 1000 μ như sắt hoặc thép mềm, thì độ tự cảm của cuộn dây sẽ lớn hơn 1000 lần, vì vậy chúng ta có thể nói rằng độ tự cảm của cuộn dây tăng tỷ lệ thuận khi độ từ thẩm của lõi tăng lên.

thì đối với cuộn dây quấn quanh lõi cũ hoặc phương trình điện cảm cũ, nó sẽ cần được sửa đổi để bao gồm độ từ thẩm μr của vật liệu mới cũ.

Nếu cuộn dây được quấn trên lõi sắt từ, độ tự cảm cao hơn sẽ dẫn đến độ từ thẩm của lõi, sẽ thay đổi theo mật độ từ thông. tuy nhiên, tùy thuộc vào loại vật liệu sắt từ, thông lượng lõi bên trong có thể nhanh chóng đạt đến độ bão hòa tạo ra giá trị điện cảm phi tuyến tính. vì mật độ từ thông xung quanh cuộn dây phụ thuộc vào dòng điện chạy qua nó nên độ tự cảm, l cũng trở thành một hàm của dòng điện này, i.

xem thêm: tính cách người không có hoa tay, xem tướng người không có hoa tay

Trong hướng dẫn tiếp theo về cuộn cảm, chúng ta sẽ thấy rằng từ trường được tạo ra bởi một cuộn dây có thể gây ra dòng điện chạy trong cuộn thứ hai bên cạnh nó. Hiệu ứng này được gọi là cảm kháng lẫn nhau và là nguyên tắc hoạt động cơ bản của máy biến áp, động cơ và máy phát điện.