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 quá trình vận hành và bảo trì mạng lưới điện, việc đảm bảo an toàn tuyệt đối cho con người là ưu tiên hàng đầu. Khi xảy ra sự cố rò rỉ điện hoặc đứt dây dẫn rơi xuống đất, dòng điện tản [...]
Trong hệ thống điện, việc tính toán chính xác các thông số về tổn hao là yêu cầu tiên quyết để đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật. Hiểu rõ phương pháp tính tổn thất điện năng và điện áp không chỉ giúp [...]
Trong quá trình thiết kế và vận hành hệ thống điện, việc lựa chọn chế độ nối đất mạng điện 3 pha là một quyết định kỹ thuật cực kỳ quan trọng. Tùy thuộc vào cấp điện áp, chiều dài đường dây và yêu [...]
Điện năng là nền tảng cốt lõi chi phối sự phát triển của nền công nghiệp và đời sống hiện đại. Để tạo ra nguồn năng lượng này, các kỹ sư dựa vào các thiết bị chuyển đổi cơ năng thành điện năng, được [...]
Bài viết này sẽ phân tích chuyên sâu về tụ điện và cảm ứng điện từ, cung cấp góc nhìn đa chiều từ cấu tạo vật lý, đặc điểm hoạt động cho đến các phương trình toán học chi tiết, giúp người đọc củng [...]
Khi dòng điện xoay chiều di chuyển qua mạch, năng lượng được phân bổ và chuyển hóa dưới nhiều hình thức khác nhau. Bài viết này sẽ phân tích chuyên sâu về các loại công suất, cách thiết lập tam giác công suất, cũng [...]
Trong lĩnh vực kỹ thuật điện và vật lý, điện trở đóng vai trò là một trong những thông số nền tảng thiết yếu nhất để cấu thành nên bất kỳ mạch điện nào. Việc nắm vững khái niệm điện trở là gì, các [...]
Trong thế giới vật lý, điện trường và từ trường là hai khái niệm nền tảng tạo nên tương tác điện từ – một trong bốn tương tác cơ bản của tự nhiên. Hiểu rõ bản chất của các dạng vật chất này không [...]
Trong kỷ nguyên công nghiệp hóa và hiện đại hóa, các khái niệm cơ bản về vật lý điện đóng vai trò cốt lõi trong cả đời sống sinh hoạt lẫn sản xuất kỹ thuật. Dù chúng ta tiếp xúc và sử dụng các [...]
Trong tất cả các loại máy điện quay, động cơ không đồng bộ là loại được sử dụng rộng rãi nhất, đặc biệt là động cơ không đồng bộ 3 pha. Điều này là do động cơ có cấu tạo đơn giản, bền bỉ, [...]