GIỚI THIỆU

Trong kỹ thuật điện tử, cuộn cảm thường dùng để dẫn dòng điện một chiều, chặn dòng điện cao tần và khi mắc phối hợp với tụ điện sẽ hình thành mạch cộng hưởng.

Người ta dùng dây dẫn để quấn thành cuộn cảm. Hình dạng của một số loại cuộn cảm được minh họa trên hình 1.

Hình 1. Hình dạng một số loại cuộn cảm

PHÂN LOẠI

Cuộn cảm được phân loại theo:

• Theo lõi: không khí, ferit, thép kỹ thuật
• Theo chức năng: cao tần, âm tần, trung tần
• Theo cách thức đóng gói: cuộn cảm cắm, cuộn cảm dán

KÝ HIỆU

Trong sơ đồ mạch điện, cuộn cảm được ký hiệu như hình 2.

Hình 2. Ký hiệu cuộn cảm trong mạch điện
a) Cuộn cảm lõi không khí; b) Cuộn cảm lõi ferrite;
c) Cuộn cảm lõi sắt từ; d) Cuộn cảm có trị số điện cảm điều chỉnh được

THÔNG SỐ

a) Trị số điện cảm: cho biết khả năng tích lũy năng lượng từ trường của cuộn cảm khi có dòng điện chạy qua. Trị số điện cảm phụ thuộc vào kích thước, hình dáng, vật liệu lõi, số vòng dây và cách quấn dây.

Đơn vị đo là Henry (H), các ước số thường dùng là: mili Henry (mH), micro Henry (µH).

b) Cảm kháng của cuộn cảm (X_L): là đại lượng biểu hiện sự cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều chạy qua nó:

X_L = 2πfL

Trong đó:

• X_L: cảm kháng của cuộn cảm, tính bằng Ohm (Ω)
• f: tần số của dòng điện chạy qua, tính bằng Hertz (Hz)
• L: trị số điện cảm của cuộn dây, tính bằng Henry (H)

Nhận xét:

• Nếu là dòng điện một chiều (f = 0Hz), lúc này X_L = 0. Cuộn cảm lý tưởng (điện trở thuần r = 0) không cản trờ dòng điện một chiều
• Nếu là dòng điện xoay chiều, tần số f càng cao thì X_L càng lớn. Như vậy cuộn cảm đã cản trở dòng điện xoay chiều. Do đó người ta còn gọi là cuộn cảm cao tần hay cuộn chặn cao tần.

c) Hệ số phẩm chất (Q): Đặc trưng cho tổn hao năng lượng trong cuộn cảm. Đó là tỷ sô của cảm kháng với điện trở thuần r của cuộn cảm ở một tần số f cho trước:

Q = (2πfL)/r

Một đặc tính của cuộn cảm là luôn luôn chống lại sự biến thiên của dòng điện. Nếu dòng điện i đang chạy qua cuộn cảm đột ngột bị cắt thì cuộn cảm sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng: e_L = -L.(di)/(dt) (dấu (-) thể hiện sức điện động cảm ứng luôn có chiều ngược lại với sự biến thiên của dòng điện sinh ra nó).

CÁCH MẮC CUỘN CẢM

Trong thực tế, khi cần thay đổi trị số điện cảm người ta cũng dùng cách mắc nối tiếp hoặc song song như cách mắc điện trở. Khi mắc nối tiếp, trị số điện cảm sẽ tăng lên. Khi mắc song song thì trị số điện cảm sẽ giảm đi.

ỨNG DỤNG CỦA CUỘN CẢM

Trong thực tế cuộn cảm được sử dụng để chế tạo ra các thiết bị như biến áp, relay, loa, micro, bên cạnh đó chúng còn được sử dụng trong các mạch lọc, mạch tạo dao động, v.v.