Tóm tắt nội dung
1. Lời nói đầu
Cuộn cảm là một thành phần quan trọng trong các mạch điện, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh dòng điện và tạo ra tín hiệu trong các ứng dụng điện tử và điện lực. Trong bài viết này, chúng ta sẽ trả lời các câu hỏi phổ biến về cuộn cảm trong mạch điện. Từ đó giúp các kỹ sư điện hiểu rõ hơn vai trò và tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện.
2. Trả lời về cuộn cảm, cuộn dây lõi sắt
Câu hỏi 1: Tại sao trong cuộn cản tần số thấp thường có lõi sắt, ngược lại trong cuộn cản cao tần lại không có lõi sắt?
Trả lời: Điện kháng của cuộn cản có liên quan đến điện cảm của cuộn dây, mà điện cảm của cuộn dây có liên quan đến tính chất đường từ của nó. Nếu đường từ của cuộn dây là vật chất từ tính, thì điện cảm tăng lên. Sau khi cuộn cản quấn lên lõi sắt như vậy có thể tiết kiệm được nhiều kim loại màu (đồng hoặc nhôm).
Cuộn cản tần số thấp chỉ nên sử dụng trong mạch điện dưới 100Hz. Do tần số thấp nên dùng phiến thép Silic làm đường từ sẽ không gây ra nhiệt độ cao do dòng điện xoáy trong lõi sắt sinh ra.
Cuộn cản cao tần do dùng trong mạch điện cao tần, nên nếu sử dụng lõi sắt, sẽ sinh ra dòng điện xoáy rất lớn, làm tổn thất nhiều năng lượng, khiến lõi sắt có nhiệt độ cao. Mặt khác, điện cảm của cuộn cản cao tần thường không yêu cầu quá lớn, cho nên nói chung cuộn cản cao tần không dùng lõi sắt.
Câu hỏi 2: Lực hút của nam châm điện sau khi lõi sắt được cố định được quyết định bở tích của cường độ dòng điện và số vòng của cuộn dây (I x W), thử hỏi với nguồn điện xoay chiều (một chiều) thì trong hai cuộn dây sau đây, cuộn nào có lực hút lớn hơn, giả thiết cuộn A là 500 vòng, cuộn B là 1000 vòng, còn lại đều hoàn toàn khác nhau?
Trả lời: Khi với nguồn điện một chiều, lực hút gần như bằng nhau. Vì số vòng của B tuy tăng gấp đôi, nhưng điện trở cũng gần như tăng gấp hai lần, dòng điện I giảm đi 1/2 cho nên IW gần như không thay đổi.
Với nguồn điện xoay chiều, lực hút của cuộn dây có số vòng ít, ngược lại, lại tăng lên. Bởi vì cảm kháng tỉ lệ thuận với W2, cho nên tuy số vòng của B tăng gấp đôi, cảm kháng lại tăng lên gấp 4 lần, vì thế, dòng điện giảm còn 1/4, cho nên lực hút của B nhỏ hơn A khoảng 1/2 lần.
Câu hỏi 3: Như thể hiện ở hình dưới, hai cuộn dây hoàn toàn giống nhau quấn lên cùng một lõi sắt mạch kín, đặt điện áp xoay chiều U lên hai đầu của một cuộn dây nào đó (nét liền trong hình) và đấu song song hai cuộn dây lại với nhau rồi nối Với U (nét đứt trong hình). Trong hai trường hợp đó, dòng điện I của mạch điện liệu có bằng nhau?
Trả lời: Vì dòng điện này chủ yếu là dòng điện kích từ, phản điện thế mà từ thông xoay chiều do nó sinh ra cảm ứng trong cuộn dây, gần như bằng với điện áp U bên ngoài.
Ngược chiều nhau; với số Vòng của cuộn dây và tần số của nguồn điện cố định, thì độ lớn của phản điện thế sẽ tỉ lệ thuận với từ thông; giờ đây điện áp ngoài cố định, phản điện thế cũng cố định, từ thông cũng cố định, cho nên trong hai tình huống trên, từ thông trong lõi sắt mạch kín là bằng nhau.
Khi đấu song song, số vòng của cuộn dây tăng gấp đôi, để làm cho từ thông bằng nhau, dòng điện kích từ chạy qua mỗi cuộn dây phải giảm 1/2, cho nên dòng điện I của mạch điện vẫn không đổi. Do đó, dòng điện I của mạch điện bằng nhau.
BÀI VIẾT CÙNG CHỦ ĐỀ
Trong vận hành và quy hoạch hệ thống điện (HTĐ) hiện đại, hai vấn đề mang tính nền tảng mà bất kỳ kỹ sư điện nào cũng phải nắm vững là trào lưu công suất và ổn định hệ thống điện. Trào lưu công [...]
Trong mọi trạm biến áp, từ cấp 22 kV trung áp đến cấp 500 kV siêu cao áp, hệ thống điện được chia thành hai lớp hoạt động: mạch nhất thứ và mạch nhị thứ. Nếu mạch nhất thứ là "cơ thể" mang điện [...]
Trong hệ thống điện công nghiệp và truyền tải, dòng điện vận hành trên các phần tử lưới thường đạt hàng trăm, thậm chí hàng nghìn ampe. Các giá trị này vượt xa giới hạn đo lường của hầu hết thiết bị đo, rơ [...]
Trong hệ thống điện lực hiện đại, tụ điện cao thế đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao chất lượng điện năng và hiệu quả vận hành lưới điện. Từ các trạm biến áp trung thế đến các đường dây truyền tải [...]
Trong hệ thống điện trung thế và cao thế, việc đo lường điện áp trực tiếp từ lưới điện là điều không thể thực hiện một cách an toàn và kinh tế với các thiết bị đo lường thông thường. Chính vì vậy, máy [...]
Trong hệ thống điện trung áp và cao áp, dao cách ly (DCL) là một trong những khí cụ điện không thể thiếu tại các trạm biến áp và trên các tuyến đường dây truyền tải. Dù không có chức năng dập hồ quang [...]
Máy cắt điện là một trong những thiết bị quan trọng bậc nhất trong hệ thống điện hiện đại. Từ các trạm biến áp 110 kV đến lưới phân phối trung áp, máy cắt điện đóng vai trò bảo vệ hệ thống khỏi các [...]
Trong hệ thống điện hiện nay, máy biến áp đóng vai trò là mắt xích quan trọng nhất để đảm bảo quá trình truyền tải và phân phối điện năng diễn ra hiệu quả. Việc hiểu rõ bản chất, cấu tạo cũng như các [...]
Trong hạ tầng kỹ thuật điện hiện nay, việc duy trì nguồn điện dự phòng thông qua hệ thống ắc quy là yếu tố sống còn đối với các trạm biến áp, viễn thông và nhà máy công nghiệp. Để đảm bảo nguồn năng [...]
Trong các hệ thống điện công nghiệp hiện nay, nguồn điện một chiều đóng vai trò cốt lõi trong việc duy trì sự ổn định của toàn bộ mạng lưới. Để đảm bảo nguồn cung cấp liên tục này, thiết bị lưu trữ năng [...]