Hiểu về cuộn cảm: Nguyên tắc cơ bản và ứng dụng

Giới thiệu về cuộn cảm

Cảm ứng hầu như là một thứ điện tử quan trọng được áp dụng rộng rãi trong một số mạch để thực hành phút trong từ trường. Nó tạo thành một dây dẫn, thường là một cuộn dây chống lại sự thay đổi dòng điện thông qua cảm ứng điện từ. Chất lượng này về cơ bản tuân thủ định luật Joule và định luật cảm ứng Faraday. Một cuộn cảm hoạt động dựa trên khả năng chống lại sự thay đổi trong dòng điện thường được gọi là "độ tự cảm" được đo bằng henries.

Điện cảm và các yếu tố của nó

Mặt khác, một số yếu tố như số vòng quay trên cuộn dây, diện tích được bao quanh bởi các vòng quay này và vật liệu được sử dụng cũng như cấu tạo các điện cảm tác động cốt lõi của nó bao gồm các yếu tố vật lý như: Số vòng xung quanh nó; không gian khép kín bởi những vòng tròn đó; Chất gì bao phủ cốt lõi của nó và nó được tạo ra như thế nào? Trong trường hợp này, ví dụ, cuộn cảm lõi không khí sẽ có độ tự cảm ít hơn cuộn cảm có lõi sắt từ (sắt hoặc ferrite) do tính thấm cao hơn của cuộn cảm sau. Do đó, các kỹ sư có thể thao tác các tham số này bằng cách sử dụng phương trình toán học được cung cấp, do đó cho phép họ thiết kế các ứng dụng cụ thể một cách chính xác.

Lưu trữ và giải phóng năng lượng

Ngoài ra, khi năng lượng điện chạy qua cuộn cảm, chức năng chính của nó trở thành lưu trữ năng lượng chứa trong từ trường. Năng lượng dự trữ này được giải phóng trở lại mạch sau khi rút hiện tại. Bộ nguồn sử dụng đặc tính này vì chúng giúp giữ dòng điện ổn định bên cạnh việc giảm đột biến điện áp thoáng qua, do đó làm cho các bộ phận lớn hơn trở nên quan trọng đối với sự ổn định của chúng. Công thức E = 0,5 * L * I ^ 2 tính toán năng lượng mang theo bởi một cuộn cảm trong đó L đại diện cho độ tự cảm của nó trong khi I biểu thị dòng điện chảy.

Đáp ứng tần số và lọc

Nói về mặt điện tử, bộ lọc và định hình đáp ứng tần số là những ứng dụng quan trọng trong đó cuộn dây là cần thiết để cung cấp các trở kháng cần thiết, đặc biệt là ở tần số cao. Các bộ lọc LC, thường được kết hợp với tụ điện, có thể cho phép các tần số nhất định đi qua hoặc chặn chúng hoàn toàn tùy thuộc vào thiết kế. Đối với vấn đề đó, nguyên tắc này được sử dụng khi làm mịn đầu ra DC trong nguồn điện và trong khi chọn tín hiệu cụ thể trong máy thu vô tuyến. Tần số cộng hưởng cho mạch LC mà tại đó nó đáp ứng tối đa có thể được ước tính bằng f = 1/(2π√(LC)).

Điện cảm trong việc chuyển đổi nguồn cung cấp điện

Để duy trì hiệu quả năng lượng, các mức điện áp được biến đổi bằng cách sử dụng cuộn cảm để chuyển đổi nguồn điện. Sau khi bật công tắc, nócuộn cảmLưu trữ một số năng lượng và sau đó giải phóng nó một lần nữa sau khi tắt cùng một công tắc. Nó cho phép chuyển đổi giữa AC (dòng điện xoay chiều) và DC (dòng điện một chiều) với tổn thất năng lượng tối thiểu. Hệ số chất lượng của cuộn cảm được gọi là hiệu quả của việc trao đổi năng lượng như vậy phụ thuộc vào điện trở, tần số hoạt động cũng như giá trị tự cảm ứng.

Kết luận: Vai trò nhiều mặt của cuộn cảm

Cuối cùng, cảm ứng hoạt động như một phần cơ bản không chỉ để phát điện mà còn lưu trữ hoặc giải phóng điện; cũng định hình các tần số có thể thay đổi và sửa đổi sức mạnh từ dạng này sang dạng khác. Một phương pháp ổn định để kiểm soát năng lượng điện trên bất kỳ mạch nào hiện đang tồn tại thông qua việc sử dụng chúng dựa trên các nguyên tắc cảm ứng điện từ. Cuối cùng, biết những giới hạn này có ý nghĩa gì đối với các kỹ sư điện tử thiết kế các tính chất điện chính xác là vô cùng cần thiết khi tạo ra các hệ thống công nghệ đòi hỏi phải kiểm soát chính xác các tính chất điện. Hơn nữa, tối ưu hóa và thu nhỏ hiện đang được chú ý nhiều trong quá trình phát triển và nghiên cứu các công trình liên quan đến cuộn cảm vì công nghệ đã thay đổi đáng kể ngày nay.