kỹ thuật điện tử-Chương 2 cuộn cảm

Chương 2
CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
THỤ ĐỘNG
1
2.3 CUỘN CẢM
2.3.1 Cấu tạo – Ký hiệu
Cuộn cảm lõi không khí Cuộn cảm lõi sắt từ
2
2.3.1 Cấu tạo – Ký hiệu

Cuộn dây là một dây dẫn điện có bọc bên ngoài lớp sơn
cách điện (gọi là dây điện từ) quấn nhiều vòng liên tiếp
nhau trên 1 lõi.

Lõi của cuộn dây có thể là 1 ống rỗng (lõi không khí), lõi
sắt bụi hay sắt lá.

Cuộn dây lõi sắt lá dùng cho các dòng điện xoay chiều
tần số thấp, lõi sắt bụi cho tần số cao và lõi không khí
cho tần số rất cao.
3
2.3.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ
Thí nghiệm của Faraday
4
2.3.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ
Kết luận:
-
Khi cuộn dây nằm yên trong một từ trường có cường độ
không đổi thì cuộn dây không phát sinh ra dòng điện.
-
Từ thông qua mạch kín biến đổi theo t.gian là nguyên

nhân sinh ra dòng điện cảm ứng.
-
Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông
biến thiên qua mạch kín.
-
Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến
thiên của từ thông.
5
2.3.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ

Định luật Lentz:
Chiều dòng điện cảm ứng luôn có khuynh hướng chống lại
sự thay đổi từ thông qua mạch bởi từ trường bên ngoài.

Sức điện động cảm ứng (điện áp cảm ứng)
Trong đó:
n: số vòng dây
: lượng từ thông biến thiên
: khoảng thời gian biến thiên


6
2.3.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ

Hệ số tự cảm:
Khi cho dòng điện I qua cuộn dây n vòng sẽ tạo ra từ thông .
Để tính quan hệ giữa I và , ta có hệ thức:
 Mối quan hệ giữa L và e


7
2.3.3 Đặc tính nạp xả của cuộn dây
8
- Khi K1 đóng, K2 mở
- Khi K2 đóng, K1 mở
2.3.3 Đặc tính nạp xả của cuộn dây
9
- Khi K1 đóng, K2 mở
- Khi K2 đóng, K1 mở
10
11
2.3.3 Đặc tính nạp xả của cuộn dây

Năng lượng nạp vào cuộn dây:
Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra năng lượng trữ dưới
dạng từ trường.
Trong đó:
W: năng lượng (J)
L: hệ số tự cảm của cuộn dây (Henri, H)
I: dòng điện (A)


12
2.3.4 Đặc tính đối với dòng điện xoay chiều
Qua TN trên ta có điện áp trên cuộn dây ngược dấu với
điện áp cảm ứng nên:
Nếu dòng điện vào cuộn dây là dòng xoay chiều:
Thì )

Biên độ cực đại:



13
2.3.4 Đặc tính đối với dòng điện xoay chiều

Sức cản của cuộn dây đối với dòng xoay chiều
Áp dụng ĐL Ohm:
Nhận xét:
-
Cuộn dây dễ dàng cho dòng một chiều đi qua và ngăn
cản dòng xoay chiều.
-
Dòng điện có tần số càng cao càng khó qua cuộn cảm.


14
2.3.4 Đặc tính đối với dòng điện xoay chiều

Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện:
Điện áp trên cuộn dây sớm pha hơn 90° so với dòng điện
qua cuộn dây.


15
2.3.5 Các cách ghép cuộn dây

Ghép nối tiếp:

Ghép song song:


16
2.3.6 Máy biến áp

Cấu tạo:
-
Gồm 2 hay nhiều cuộn dây quấn chung trên một
lõi thép gọi là mạch từ.
-
Lõi của máy biến áp có thể là sắt lá, sắt bụi hay
không khí.
-
Cuộn dây nhận dòng điện xoay chiều vào gọi là cuộn sơ
cấp. Cuộn dây lấy dòng điện xoay chiều ra là cuộn thứ
cấp.
17
2.3.6 Máy biến áp

Nguyên lý hoạt động:
Khi cho dòng điện xoay chiều có điện áp U1 vào
cuộn sơ cấp, dòng I1 sẽ tạo ra từ trường biến thiên
chạy trong mạch từ sang cuộn thứ cấp. Bên cuộn
thứ cấp có từ trường biến thiên sẽ tạo ra điện áp
cảm ứng, tạo ra điện áp xoay chiều U2.
18
2.3.6 Máy biến áp

Các tỷ số của máy biến áp:

Tỷ số điện áp:


Tỷ số dòng điện:

Hiệu suất của máy biến áp:


19
2.3.6 Ứng dụng của cuộn cảm
a) Micro điện động
-)
Micro là linh kiện điện tử dùng để biến đổi chấn động
âm thanh ra dòng điện xoay chiều. (còn gọi là linh kiện
điện thanh)
-)
Cấu tạo: một màng rung làm bằng Polystiron có gắn
1 ống dây đặt nằm trong từ trường của nam châm vĩnh
cửu.
20
2.3.6 Ứng dụng của cuộn cảm
a) Micro điện động
-)
Hoạt động: Khi có âm thanh tác động vào màng
rung, cuộn dây sẽ dịch chuyển trong từ trường của nam
châm. Từ thông qua cuộn dây thay đổi, cuộn dây sẽ cảm
ứng sinh ra dòng điện xoay chiều (gọi là dòng điện âm
tần).
-)
Dòng điện âm tần có biên độ thấp hay cao phụ thuộc
vào âm điệu trầm hay bổng.
21

2.3.6 Ứng dụng của cuộn cảm
b) Loa điện động
-)
Là linh kiện điện tử dùng để đổi dòng điện xoay chiều
ra chấn động âmp thanh. (cũng được gọi là linh kiện điện
thanh)
-)
Cấu tạo: có một thanh nam châm vĩnh cửu, 1 cuộn
dây được đặt trong từ trường của nam châm và cuộn dây
được gắn với màng loa.
22
2.3.6 Ứng dụng của cuộn cảm
b) Loa điện động
-)
Hoạt động: Khi có dòng điện xoay chiều vào cuộn
dây thì cuộn dây sẽ tạo ra từ trường tác dụng lên từ
trường của nam châm, sinh ra lực điện từ làm cuộn dây
dịch chuyển làm rung màng loa và tạo ra chấn động âm
thanh lan tỏa trong không khí.
-)
Âm thanh do loa phát ra lớn hay nhỏ là do dòng điện
vào cuộn dây mạnh hay yếu, âm trầm hay bổng là do tần
số của dòng điện xoay chiều thấp hay cao.
23