Cuộn cảm được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện trong hầu hết các mạch điện tử công suất. Đây là những thiết bị lưu trữ năng lượng tích cực, được sử dụng để cung cấp năng lượng lưu trữ giữa các chế độ hoạt động khác nhau trong mạch. Ngoài ra, chúng cũng có thể hoạt động như các bộ lọc, đặc biệt đối với các dạng sóng hiện tại được chuyển đổi và cũng cung cấp giới hạn dòng điện nhất thời trong các công tắc snubber. cuộn cảm được phân loại thành các loại khác nhau tùy thuộc vào vật liệu cụ thể & phương pháp xây dựng trong đó mọi loại cuộn cảm đều có một số lợi ích. Vì vậy, bài viết này thảo luận về một trong những loại cuộn cảm như cuộn cảm lõi sắt - làm việc với các ứng dụng.

Cuộn cảm lõi sắt là gì?

Cuộn cảm có giá trị cố định trong đó lõi sắt được sử dụng trong cuộn dây để tăng giá trị độ tự cảm của cuộn cảm được gọi là cuộn cảm lõi sắt. Những cuộn cảm có một rất thấp độ tự cảm giá trị và lõi sắt của cuộn cảm này có các đặc tính từ tính rất độc đáo giúp tăng cường từ trường. Các ký hiệu cuộn cảm lõi sắt được hiển thị bên dưới.

Biểu tượng cuộn cảm lõi sắt

Xây dựng cuộn cảm lõi sắt

Cuộn cảm lõi sắt được thiết kế với một dây đồng cách điện giống như cuộn dây bằng vật liệu dẫn điện bằng cách quấn quanh lõi sắt. Vật liệu dẫn điện này chỉ giúp khuếch đại từ trường của cuộn cảm bằng cách làm cho cuộn cảm lưu trữ năng lượng từ tốt hơn so với cuộn cảm lõi không khí có cùng số vòng.

Trong một thiết kế thông thường, một lõi sắt sẽ quấn quanh một hình dạng hình học bao quanh một cuộn dây có cấu trúc xoắn ốc. Dây thường bao gồm các vật liệu như hợp kim niken-niken, magiê và cadmium. Các dây này được sử dụng trong phạm vi kích thước từ 0,014 đến 0,56mm, tùy thuộc vào mức hiện tại của ứng dụng và dải tần được bao phủ bởi thành phần cảm ứng. Số lượng vòng dây quấn vào nhau xác định cảm ứng điện trong hệ thống dây dẫn được tạo ra khi đặt điện áp lên các cuộn dây thành phần.

“một bộ xử lý máy tính được sử dụng để làm gì ”

Một thiết kế truyền thống của cuộn cảm lõi từ sử dụng lõi sắt và vật liệu ferit được bọc bằng các mạch từ để cung cấp độ tự cảm mong muốn. Một thiết kế lõi sắt điển hình bao gồm một hình học trong đó hai hoặc nhiều vách ngăn hình trụ song song rất có thể được quấn trên một trục gá và sau đó được phủ một lớp nhựa epoxy để tạo ra rào cản từ tính cần thiết xung quanh bên trong không gian hình trụ. Cuộn dây dọc này thường được kết nối để tạo thành một vòng khép kín tương ứng với chiều dài của vật liệu lõi pi của chúng tôi.

Xây dựng cuộn cảm lõi sắt

nguyên tắc làm việc

Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm lõi sắt dựa trên tính chất cảm ứng từ tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông trong mạch. Vì vậy, khi một dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây một vòng làm bằng sắt, từ trường của điện trong cuộn dây sẽ cố gắng đẩy qua trục dẫn đến dòng điện xoáy hình thành trong kim loại. Những dòng điện này tạo ra một từ trường tác động ngược lại với cuộn sơ cấp, dẫn đến phân cực từ tính ngược lại và do đó triệt tiêu điện áp do rò rỉ trong dây dẫn. Càng có nhiều vòng trong một cuộn dây và điện trở của nó thì hiệu ứng triệt tiêu này càng mạnh. Đây là lý do tại sao một lượng lớn năng lượng điện có thể được đưa vào dây dẫn lõi sắt mà không gây ra bất kỳ hư hỏng nào.

Ngoài ra, khi lõi được di chuyển bên trong và bên ngoài cuộn dây, nó có thể thay đổi độ tự cảm. So với cuộn cảm lõi không khí, cuộn cảm này lưu trữ năng lượng từ tốt hơn vì vật liệu sắt hỗ trợ khuếch đại từ trường của cuộn cảm.

Cuộn cảm lõi sắt Vs lõi không khí

Sự khác biệt giữa cuộn cảm lõi sắt và lõi không khí bao gồm những điều sau đây.

cuộn cảm lõi sắt	cuộn cảm lõi không khí
Cuộn cảm lõi sắt sử dụng lõi từ tính của ferit/sắt.	Dây dẫn lõi không khí có thể sử dụng gốm, nhựa hoặc các vật liệu không từ tính khác; mặt khác, chúng chỉ có không khí trong các cuộn dây.
Các cuộn cảm này có giá trị điện cảm lớn.	Cuộn cảm lõi không khí có giá trị điện cảm thấp.
Những cuộn cảm này vượt trội trong việc lưu trữ năng lượng từ trường.	Những cuộn cảm này không vượt trội trong việc lưu trữ năng lượng từ tính.
Những cuộn cảm này thường có một số tổn thất lõi.	Những cuộn cảm này rất hiệu quả ở tần số cao, vì vậy chúng không bị suy hao lõi.
Đây là những kích thước lớn.	Đây là những kích thước nhỏ.
Cuộn cảm hoạt động ở tần số lên tới vài trăm MHz (megahertz)	Các cuộn cảm hoạt động ở tần số lên đến 1GHz.
Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng dựa trên tần số thấp như thiết bị âm thanh, nguồn điện trong công nghiệp, hệ thống biến tần, v.v.	Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng dựa trên tần số cao như máy thu TV và radio.

Công thức cuộn cảm lõi sắt

Trong cuộn cảm, nếu thanh được sử dụng có từ tính như sắt hoặc ferit thì nó sẽ làm tăng độ tự cảm của cuộn cảm. Tương tự, nếu thanh được sử dụng không có từ tính như đồng hoặc bất kỳ vật liệu nào khác, thì nó sẽ làm giảm độ tự cảm của cuộn cảm. Công thức tính độ tự cảm là;

L = µ0 µr N^2A/l

Ở đâu

'N' số lượt.
chiều dài 'l'.
‘µ0’ là độ thấm của không gian trống.
'µr' là tính thấm tương đối.
‘µr’ đối với sắt lớn hơn 1 (>1)
‘µr’ cho đồng nhỏ hơn 1 (<1)
'A' là diện tích của cuộn dây.

Làm thế nào để chọn một cuộn cảm lõi sắt?

Cuộn cảm có các thuộc tính & chức năng khác nhau dựa trên hình dạng, vật liệu lõi hoặc cách sử dụng của chúng. Vì vậy, người ta nên biết các chức năng & thuộc tính này để chọn cuộn cảm chính xác cho một ứng dụng cụ thể. Do đó, có nhiều yếu tố cần xem xét khi lựa chọn cuộn cảm lõi sắt như hiệu suất của cuộn cảm, yêu cầu của mạch, cân nhắc RF, kích thước và lớp che chắn của cuộn cảm, phần trăm dung sai, v.v. Vì vậy, các yếu tố ảnh hưởng đến điện cảm nên được đưa vào xem xét.

Các yếu tố ảnh hưởng

Trong bất kỳ loại cuộn cảm nào, có một số yếu tố ảnh hưởng đến độ tự cảm của cuộn dây sẽ được thảo luận dưới đây.

Số vòng quay trong cuộn dây

Nếu số vòng dây trong cuộn dây càng nhiều thì độ lớn của hệ số tự cảm càng lớn.

chiều dài của cuộn dây

Khi chiều dài cuộn dây càng dài thì độ lớn của hệ số tự cảm càng nhỏ.

Vật liệu cốt lõi

Nếu độ thấm từ của vật liệu lõi càng lớn thì độ tự cảm càng lớn.

Ưu điểm và nhược điểm

Các Ưu điểm của cuộn cảm lõi sắt bao gồm những điều sau đây.

“làm thế nào để tạo ra một bộ chuyển đổi ”

Những cuộn cảm có tổn thất ít hơn.
Kích thước và xây dựng của nó là đơn giản.
Loại cuộn cảm này có hệ số Q cao.
Các cuộn cảm này có giá trị điện cảm lớn.

Các nhược điểm của cảm ứng lõi sắt rs bao gồm những điều sau đây.

Trong các cuộn cảm này, tổn thất tăng ở tần số cao.
Cuộn cảm này có cách ly phức tạp.
Những cuộn cảm này có nhiều dòng điện xoáy hơn và cũng có dòng điện hài.

Ứng dụng/Sử dụng

Các ứng dụng của cuộn cảm lõi sắt bao gồm những điều sau đây.

Những cuộn cảm này được sử dụng trong các mạch lọc để ổn định điện áp gợn.
Nó cực kỳ hữu ích trong các ứng dụng AF & nguồn điện công nghiệp.
Chúng có thể được sử dụng như cuộn cảm AF trong đèn ống huỳnh quang.
Chúng được sử dụng trong các hệ thống biến tần.
Chúng được sử dụng trong vận chuyển nhanh và điều hòa năng lượng.

Vì vậy, đây là tổng quan về lõi sắt cuộn cảm - làm việc với các ứng dụng. Nói chung, nhiều cuộn cảm bao gồm một lõi từ được làm bằng sắt hoặc ferit được bố trí trong cuộn dây. Tác dụng của lõi sắt trong cuộn cảm là làm tăng từ trường và do đó làm tăng độ tự cảm. Giá trị điện cảm của các cuộn cảm này rất cao do lõi sắt của chúng. Vì vậy, chúng có thể xử lý công suất tối đa mặc dù chúng bị giới hạn trong khả năng tần số cao. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng dựa trên tần số thấp như thiết bị âm thanh. Đây là một câu hỏi cho bạn, một là gì cuộn cảm lõi không khí ?