Một trong những định luật nổi tiếng liên quan đến điện là “Định luật Ohm”. Định luật Ohms đưa ra một quan hệ thực nghiệm mô tả độ dẫn nhiệt bằng các vật liệu dẫn điện khác nhau. Theo định luật này, cường độ dòng điện chạy trong vật dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế trên vật dẫn, với điện trở là một hằng số tỷ lệ thuận. Ở đây, đơn vị của dòng điện là Ampe, đơn vị của hiệu điện thế là vôn và đơn vị của điện trở là Ohms. Trong vật lý, định luật này cũng thường được dùng để chỉ các dạng khái quát khác nhau của định luật, chẳng hạn như ở dạng Vectơ trong điện từ học. Tương tự, khi làm việc với AC cuộn cảm , định luật ohms được sử dụng, trong đó điện trở được gọi là 'Phản ứng cảm ứng' thay vì 'điện trở'.
Phản ứng quy nạp là gì?
Khi đặt hiệu điện thế vào cuộn cảm thì dòng điện chạy qua cuộn cảm sẽ xuất hiện. Tuy nhiên, dòng điện này không được tạo ra ngay lập tức mà phát triển với tốc độ nhanh chóng được xác định bởi các giá trị tự cảm ứng của cuộn cảm. Dòng điện cảm ứng bị giới hạn bởi các phần tử điện trở có trong cuộn dây cuộn cảm. Ở đây, lượng điện trở phụ thuộc vào tỷ số của điện áp đặt vào dòng điện cảm ứng, như đã đề cập trong Định luật Ohm.
Hình dưới đây là một mạch Inductor dùng để tính điện kháng cảm ứng.
Phản ứng quy nạp
Tuy nhiên, khi cuộn cảm được nối với mạch xoay chiều thì dòng điện hoạt động khác. Ở đây, nguồn cung cấp hình sin được sử dụng. Do đó, sự lệch pha giữa dạng sóng điện áp và dòng điện xảy ra. Bây giờ, khi nguồn điện xoay chiều được sử dụng cho cuộn cảm, bên cạnh độ tự cảm của cuộn dây, dòng điện còn phải đối mặt với tần số của dạng sóng xoay chiều. Điện trở này phải đối mặt với dòng điện trong cuộn cảm khi được kết nối trong mạch xoay chiều được đặt tên là 'Điện trở cảm ứng'.
Sự khác biệt giữa Điện cảm và Điện kháng
Độ tự cảm là khả năng của vật liệu tạo ra điện áp trong nó khi có sự thay đổi dòng điện trong nó. Ký hiệu điện cảm là 'L'. Trong khi, phản kháng là thuộc tính của vật liệu điện chống lại sự thay đổi của dòng điện. Đơn vị của điện trở là “Ohm’s” và nó được ký hiệu bằng ký hiệu “X” để phân biệt với điện trở bình thường.
Reactance hoạt động tương tự như điện trở nhưng không giống như điện trở, điện trở không tiêu tán công suất như nhiệt. Thay vào đó, nó lưu trữ năng lượng dưới dạng giá trị điện kháng và đưa nó trở lại mạch. Một cuộn cảm lý tưởng có điện trở bằng không trong khi một điện trở lý tưởng có điện trở bằng không.
Khai sinh công thức phản ứng quy nạp
Điện kháng cảm ứng là thuật ngữ liên quan đến mạch điện xoay chiều. Nó chống lại dòng điện trong mạch xoay chiều. Trong mạch cảm ứng xoay chiều do lệch pha, dạng sóng hiện tại 'LAGS' dạng sóng điện áp đặt 90 độ. Tức là nếu dạng sóng điện áp ở 0 độ, dạng sóng hiện tại sẽ ở -90 độ.
Trong một đoạn mạch Cảm ứng, cuộn cảm được đặt ngang nguồn điện áp xoay chiều. Emf tự cảm trong cuộn cảm tăng và giảm khi tăng và giảm tần số của điện áp nguồn. Emf tự cảm tỉ lệ thuận với tốc độ thay đổi cường độ dòng điện trong cuộn cảm. Tốc độ thay đổi cao nhất xảy ra khi dạng sóng điện áp cung cấp chuyển từ nửa chu kỳ dương sang nửa chu kỳ âm hoặc ngược lại.
Trong mạch điện cảm ứng, dòng điện trễ pha điện áp. Vì vậy, nếu điện áp ở 0 độ thì dòng điện sẽ ở -90 độ đối với điện áp. Do đó, khi các dạng sóng hình sin được xem xét, dạng sóng điện áp VLcó thể được xếp vào loại sóng hình sin và dạng sóng dòng điện ILnhư một sóng cosine âm.
Do đó, dòng điện tại một điểm có thể được định nghĩa là:
TôiL= Tôitối đa. sin (ωt - 900), φωis tính bằng radian và 't' tính bằng giây
Tỉ số giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch cảm ứng cho giá trị của cảm kháng X làL
Do đó, XL= VL/ TÔILohms = ωL = 2πfL ohms
Ở đây, L là độ tự cảm, f là tần số và 2πf = ω
Từ suy ra này, có thể thấy rằng Điện kháng tỷ lệ thuận với tần số ‘f’ và độ tự cảm ‘L’ của cuộn cảm. Khi tần số của hiệu điện thế hoặc độ tự cảm của cuộn dây tăng lên thì tổng điện kháng của mạch tăng lên. Khi tần số tăng đến vô cùng, điện kháng cảm ứng cũng tăng đến vô cùng hoạt động tương tự như một mạch hở. Khi tần số giảm xuống 0, điện kháng cảm ứng cũng giảm về 0, hoạt động tương tự như ngắn mạch.
Biểu tượng
Điện kháng cảm ứng là điện trở mà dòng điện chạy trong cuộn cảm phải đối mặt khi điện áp xoay chiều được cung cấp. Các đơn vị của nó tương tự như các đơn vị kháng. Ký hiệu của điện kháng cảm ứng là “XL“. Khi dòng điện trễ 90 độ so với cuộn cảm điện áp, bằng cách tính giá trị cho một trong hai đại lượng kia, có thể dễ dàng tính toán. Nếu điện áp được biết, thì bằng sự dịch chuyển âm 90 độ của dạng sóng điện áp, dạng sóng hiện tại có thể được suy ra.
Thí dụ
Hãy xem một ví dụ để tính toán điện kháng quy nạp.
Một cuộn cảm có độ tự cảm 200mH và điện trở bằng không được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 150v. Tần số của nguồn điện là 60Hz. Tính suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện chạy qua cuộn cảm
Phản ứng quy nạp
XL= 2πfL
= 2π × 50 × 0,20
= 76,08 ohms
Hiện hành
TôiL= VL/ XL
= 150 / 76,08
= 1,97 A
Trong các mạch điện và điện tử, thuật ngữ 'điện kháng' thường xuyên được sử dụng với các mạch điện dẫn và tụ điện. Sự gia tăng giá trị điện kháng trong các mạch này dẫn đến giảm dòng điện qua chúng. Cảm kháng làm cho điện áp và dòng điện lệch pha nhau. Trong hệ thống điện, điều này sẽ hạn chế khả năng cung cấp điện của đường dây tải điện xoay chiều. Mặc dù dòng điện vẫn chạy trong những trường hợp như vậy nhưng các đường dây tải điện sẽ bị nóng lên và không có hiệu quả truyền tải điện. Vì vậy, điều quan trọng là phải theo dõi điện kháng cảm ứng của các mạch. Độ lệch pha giữa dạng sóng điện áp và dòng điện đối với đoạn mạch cuộn cảm là bao nhiêu?
