Điên cảm là gì?

Cảm ứng là gì?

Cảm ứng xảy ra khi sự thay đổi trong dòng điện được khai thác để ngăn chặn các tín hiệu có thành phần tần số cao hơn đi qua, trong khi cho phép các tín hiệu có thành phần tần số thấp hơn đi qua. Đó là lý do tại sao cuộn cảm đôi khi được gọi là "chokes", vì chúng thực sự chặn các tần số cao. Một ứng dụng phổ biến của choke là trong mạch biasing khuếch đại radio, nơi cực thu của một transistor cần được cung cấp một điện áp DC mà không cho phép tín hiệu RF (tần số radio) truyền ngược trở lại nguồn DC.

Hãy tưởng tượng một sợi dây dài 1.000.000 dặm (khoảng 1.600.000 kilômét). Hãy tưởng tượng rằng chúng ta làm cho sợi dây này thành một vòng lớn, và sau đó chúng ta kết nối hai đầu của nó với các đầu cuối của một pin như được hiển thị trong Hình 1, để tạo dòng điện chạy qua sợi dây.

Nếu chúng ta sử dụng một sợi dây ngắn cho thí nghiệm này, dòng điện sẽ bắt đầu chảy ngay lập tức, và nó sẽ đạt đến mức giới hạn chỉ bởi độ kháng trong dây và độ kháng trong pin. Nhưng vì chúng ta có một sợi dây cực kỳ dài, các electron cần một khoảng thời gian để di chuyển từ đầu cực âm của pin, quanh vòng, và trở lại đầu cực dương. Do đó, sẽ mất một thời gian để dòng điện tăng lên mức tối đa.

Trường từ do vòng dây tạo ra sẽ bắt đầu nhỏ, trong những giây phút đầu tiên khi dòng điện chỉ chảy qua một phần của vòng. Trường sẽ tăng lên khi các electron đi quanh vòng. Khi các electron đạt đến đầu cực dương của pin để dòng điện ổn định chảy quanh toàn bộ vòng, lượng trường từ sẽ đạt mức tối đa và ổn định, như được hiển thị trong Hình 2. Tại thời điểm đó, chúng ta sẽ có một lượng năng lượng nhất định được lưu trữ trong trường từ. Lượng năng lượng được lưu trữ sẽ phụ thuộc vào độ cảm của vòng, điều này phụ thuộc vào kích thước tổng thể của nó. Chúng ta biểu diễn độ cảm, như một tính chất hoặc như một biến toán học, bằng cách viết chữ in nghiêng, chữ in hoa L. Vòng dây của chúng ta cấu thành một cuộn cảm. Để viết tắt "cuộn cảm", chúng ta viết chữ in hoa, không in nghiêng L.

Hình 1. Chúng ta có thể sử dụng một vòng dây lớn, tưởng tượng, để minh họa nguyên tắc của độ cảm

Rõ ràng, chúng ta không thể tạo ra một vòng dây có chu vi gần 1.000.000 dặm. Nhưng chúng ta có thể cuốn các đoạn dây tương đối dài thành các cuộn dây nhỏ gọn. Khi chúng ta làm điều đó, mật độ từ thông cho một chiều dài dây nhất định sẽ tăng so với mật độ từ thông do một vòng đơn tạo ra, tăng độ cảm. Nếu chúng ta đặt một thanh từ sắt bên trong một cuộn dây, chúng ta có thể tăng mật độ từ thông và nâng cao độ cảm thậm chí nhiều hơn.

Chúng ta có thể đạt được giá trị L nhiều lần lớn hơn với lõi từ sắt so với giá trị L mà chúng ta có thể đạt được với một cuộn dây có kích thước tương tự nhưng có lõi không khí, lõi nhựa rắn, hoặc lõi gỗ khô. (Nhựa và gỗ khô có giá trị thẩm thấu không khác biệt nhiều so với không khí hoặc chân không; kỹ sư đôi khi sử dụng các vật liệu này làm lõi cuộn hoặc "form" để thêm độ cứng cho các cuộn dây mà không thay đổi đáng kể độ cảm.) Dòng điện mà một cuộn cảm có thể xử lý phụ thuộc vào đường kính của dây. Nhưng giá trị L cũng phụ thuộc vào số vòng quấn, đường kính của cuộn, và hình dạng tổng thể của cuộn.

Nếu chúng ta giữ tất cả các yếu tố khác không đổi, độ cảm của một cuộn dây xoắn ốc tăng theo tỷ lệ trực tiếp với số vòng quấn của dây. Độ cảm cũng tăng theo tỷ lệ trực tiếp với đường kính của cuộn. Nếu chúng ta "duỗi ra" một cuộn dây có một số vòng quấn và đường kính nhất định trong khi giữ tất cả các tham số khác không đổi, độ cảm của nó giảm. Ngược lại, nếu chúng ta "ép chặt" một cuộn dây kéo dài trong khi giữ tất cả các yếu tố khác không đổi, độ cảm tăng.

Trong điều kiện bình thường, độ cảm của một cuộn dây (hoặc bất kỳ thiết bị nào được thiết kế để hoạt động như một cuộn cảm) vẫn không đổi bất kể cường độ của tín hiệu chúng ta áp dụng. Trong ngữ cảnh này, "điều kiện bất thường" đề cập đến tín hiệu áp dụng mạnh đến nỗi dây cuộn tan chảy, hoặc vật liệu lõi nóng lên quá mức. Sự hiểu biết kỹ thuật tốt đòi hỏi rằng các điều kiện như vậy không nên xảy ra trong một hệ thống điện hoặc điện tử được thiết kế tốt.

Hình 2. Từ thông tương đối trong và xung quanh một vòng dây lớn được kết nối với nguồn điện, theo thời gian.

Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.