Cuộn cảm là một thành phần điện tử được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện trong từ trường sau khi dòng điện được cung cấp qua nó. Cuộn cảm thường được chế tạo thành một cuộn dây có quấn dây cách điện. Bất cứ khi nào dòng điện được cung cấp qua cuộn dây này từ trái sang phải, một từ trường được tạo ra theo chiều kim đồng hồ. Vì vậy, cuộn cảm sẽ chống lại bất kỳ thay đổi nào trong dòng điện chạy qua chúng. Nói chung, cuộn cảm có ba loại lõi không khí, lõi sắt và lõi ferit. Cuộn cảm loại không khí & lõi sắt chỉ đơn giản là thực hiện các hoạt động tần số tối thiểu, tổn thất cao hơn & thấp độ tự cảm trong khi cuộn cảm lõi ferrite có độ thấm cao, độ tự cảm cao và giá trị cố định. Vì vậy, bài viết này cung cấp thông tin ngắn gọn về một cuộn cảm lõi ferit - làm việc với các ứng dụng.
Cuộn cảm lõi Ferrite là gì?
Định nghĩa cuộn cảm lõi ferit là một thành phần điện thụ động hai cực được sử dụng để chống lại sự thay đổi của dòng điện chạy qua nó. Cuộn cảm này sử dụng vật liệu ferit giống như lõi chính có hiệu suất điện cao điện trở suất & tính thấm từ tính cao. Trong khi sử dụng lõi ferit bên trong cuộn cảm , các yếu tố khác nhau cần được xem xét như độ bão hòa cao, trở kháng cao, ít tổn thất hơn, ổn định trong nhiệt độ và tính chất vật liệu. Vì vậy, nó thường được sử dụng với các nhà cung cấp điện và các ứng dụng quản lý điện năng. Biểu tượng cuộn cảm lõi ferrite được hiển thị bên dưới.
Chúng ta biết rằng trong cuộn cảm lõi ferit, vật liệu ferit được sử dụng làm lõi. Vì vậy, thành phần chung của ferit là XFe2O4, trong đó 'X' biểu thị vật liệu chuyển tiếp. Nói chung, ferrite được sử dụng trong cuộn cảm có hai loại ferrite mềm và ferrite cứng.
Vật liệu ferit mềm có khả năng đảo ngược cực của chúng mà không cần bất kỳ năng lượng bên ngoài nào.
Ferrite cứng là nam châm vĩnh cửu, trong đó cực sẽ không thay đổi ngay cả khi từ trường được tách ra.
Nguyên lý làm việc của cuộn cảm lõi Ferrite
Cuộn cảm lõi ferit hoạt động bằng cách cho phép dòng điện tạo ra từ trường và sự thay đổi trong từ trường dẫn đến dòng điện ngược chiều chạy qua. Vì vậy, chúng thay đổi năng lượng từ điện sang từ và lưu trữ năng lượng bên trong chúng.
Cuộn cảm lõi ferit sử dụng vật liệu lõi ferit là một loại lõi từ được làm bằng ferit. Khi các lõi kim loại này được sử dụng trong các cuộn cảm này, thì từ trường thay đổi sẽ tạo ra dòng điện xoáy lớn do tính dẫn điện của lõi (kim loại). Vì vậy, những dòng điện này chạy trong cuộn cảm cùng với vòng kín của dòng điện.
Vai trò của lõi ferit trong các cuộn cảm này là giúp cải thiện hiệu suất của cuộn cảm bằng cách cung cấp độ thấm tối đa cho cuộn dây để tăng độ tự cảm và từ trường của chúng.
Nói chung, phạm vi độ thấm trong cuộn cảm lõi ferit nằm trong khoảng từ 1400 đến 15.000 dựa trên loại vật liệu ferit được sử dụng. Vì vậy, các cuộn cảm này có độ tự cảm cao được đánh giá với các loại cuộn cảm khác bằng lõi không khí.
Làm thế nào để tính toán độ tự cảm của cuộn cảm lõi Ferrite?
Trong cuộn cảm Ferrite, thuật ngữ Ferrite là một tập hợp các vật liệu gốm bao gồm một số đặc tính điện từ mạnh như độ thấm cao kết hợp với độ dẫn điện thấp.
Một cuộn cảm ferit đơn giản có thể được thiết kế bằng cách quấn tối thiểu 20 vòng dây quanh một thanh ferit. Vì vậy, độ tự cảm của thanh ferit có thể được đo bằng máy đo điện cảm. Ở đây, độ tự cảm được ký hiệu là 'L' và số vòng được biểu thị bằng chữ 'N.'
Bây giờ hãy tính giá trị AL của cuộn cảm ferit. Ở đây, giá trị của 'AL' là mối quan hệ cơ bản giữa điện cảm của lõi ferit được chỉ định & không. của lượt. Công thức sau đây được sử dụng để tính giá trị AL.
AL = [(100/N)^2)] x L.
Chẳng hạn, nếu bạn đã đo giá trị 'L' ở Bước 1 là 15 uH, thì giá trị 'AL' tương đương sẽ là:
AL = [(100/20)^2] x 15uH =( 5^2) x 15uH = 25 x 15uh = 375 uH.
Công thức sau đây được sử dụng để tính giá trị điện cảm (L) bằng cách sử dụng giá trị AL cho 'N'.
L = AL/[(100/N)^2].
Ví dụ: Nếu N là 10, L = 375/[(100/10)^2] = 375/[10^2] = 375/100 = 3,75uH.
Nếu N = 20, L = 375/[(100/20)^2] = 375/[5^2] = 375/25 = 15uH.
Từ trên, chúng ta có thể nhận thấy rằng khi N tăng thì độ tự cảm sẽ tăng. Điều này chủ yếu là do đặt một số vòng dây quanh một vòng, sau đó nó tập trung từ trường vào một không gian nhỏ, bất cứ nơi nào nó có thể hiệu quả hơn và tạo ra nhiều điện cảm hơn.
Đặc điểm cuộn cảm lõi Ferrite
Các đặc điểm cuộn cảm lõi ferrite bao gồm những điều sau đây.
- Cuộn cảm lõi ferit có tổn thất dòng điện xoáy thấp, điện trở suất cao và độ thấm cao. Vì vậy, những đặc điểm này sẽ làm cho các cuộn cảm này được sử dụng trong các ứng dụng tần số cao.
- Trong các loại cuộn cảm này, dòng điện sẽ tạo ra từ trường cũng như sự biến thiên trong từ trường sẽ dẫn đến dòng điện ngược chiều chạy qua.
- Chúng thay đổi năng lượng từ dạng điện sang dạng từ và lưu trữ năng lượng đã chuyển đổi này bên trong chúng.
Chúng cho phép dòng điện một chiều nhưng không cho phép dòng điện xoay chiều chạy qua chúng ở tần số tối đa. - Chúng có hệ số chất lượng cao, trường lạc tối thiểu, độ tự cảm cao và hiệu suất theo nhiệt độ.
Lỗ vốn
Cuộn cảm lõi Ferrite thể hiện tổn thất như dòng xoáy và trễ. Các cuộn cảm này chủ yếu phụ thuộc vào các mức tần số. Trong loại cuộn cảm này, tổn thất dòng điện xoáy tăng theo cấp số nhân trong khi tổn thất từ trễ tăng tuyến tính với sự gia tăng của từ thông và tần số.
Trong số hai tổn thất này trong cuộn cảm này, tổn thất từ trễ là tổn thất hàng đầu, tuy nhiên, đến mức tần số phụ thuộc vào hiệu suất của lõi, ngoài mức tổn thất dòng điện xoáy chiếm đa số.
Ưu điểm và nhược điểm
Các lợi thế của cuộn cảm lõi ferrite bao gồm những điều sau đây.
- Cuộn cảm lõi ferit có thể hoạt động ở tần số cao và trung bình.
- Cuộn cảm này có ít tổn thất dòng điện xoáy hơn.
- Các cuộn cảm này đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát các thông số khác nhau như tổn thất trễ và hệ số nhiệt độ bằng cách điều chỉnh khe hở không khí.
- Họ cung cấp sàng lọc đầy đủ.
- Nó có giá trị điện cảm tối đa.
- Cuộn cảm này cung cấp một giá trị điện cảm thích hợp ngay cả đối với các giá trị cao hơn.
- Nó có độ thấm tối đa với tổn thất ít hơn.
- Hệ số Q có thể được đặt trong dải tần số cần thiết.
Nhược điểm
Các nhược điểm của cuộn cảm lõi ferit bao gồm những điều sau đây.
- Trong cuộn cảm lõi ferit, tổn thất sẽ tăng ở tần số cao hơn.
- Các cuộn cảm này có cách ly phức tạp.
- Chúng có dòng điện xoáy hơn và cũng có dòng điện hài hòa.
Các ứng dụng của cuộn cảm lõi Ferrite
Các ứng dụng của cuộn cảm lõi ferrite bao gồm những điều sau đây.
- Cuộn cảm lõi Ferrite chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng mạch điện khác nhau như băng thông rộng, chuyển đổi năng lượng và khử nhiễu.
- Các cuộn cảm này được sử dụng trong các cuộn dây được kích hoạt ở giữa dải tần số AF đến 100 MHZ.
- Chúng được áp dụng trong các máy biến áp hoạt động trong dải tần số thấp từ 1 đến 200 kHz.
- Chúng được sử dụng ở cả tần số cao và trung bình.
- Những cuộn cảm này được sử dụng trong các mạch chuyển mạch, Bộ lọc số Pi , và cả trong ăng-ten thanh ferit được thiết kế chủ yếu cho máy thu MW (sóng trung bình).
- Chúng được sử dụng trong Nguồn cấp hoặc các thành phần điều hòa năng lượng.
Như vậy, đây là tổng quan về cuộn cảm lõi ferrite đó là một cuộn cảm có giá trị cố định. Cuộn cảm này có lõi ferit được bố trí bên trong cuộn dây. Các cuộn cảm khác như lõi không khí & lõi sắt có giá trị điện cảm thấp hơn, tổn thất nhiều hơn và tần số hoạt động hạn chế. Vì vậy, bằng cách sử dụng cuộn cảm lõi ferit, những vấn đề này có thể được giải quyết. Vì vậy, cuộn cảm này là sự lựa chọn chính xác cho các yêu cầu điện khác nhau. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, chức năng của cuộn cảm là gì?
