Cuộn cảm hoạt động như thế nào? | Cuộn cảm là gì và ứng dụng? | Điện tử cơ bản | Tri thức nhân loại

Giải thích về cuộn cảm Trong tập phim này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cách thức của một cuộn cảm hoạt động, nơi nó được sử dụng và tại sao chúng ta lại cần sử dụng nó trong các mạch điện điện tử. Đầu tiên, chúng ta cần hiểu được cuộn cảm là gì. Cuộn cảm là một linh kiện điện tử. Khi có dòng điện chạy qua, nó sẽ sinh ra từ trường. Nó có khả năng lưu trữ và giải phóng năng lượng rất nhanh. Và đó cũng là một tính năng rất quan trọng. Đã khiến cuộn cảm được sử dụng trong hầu hết các mạch điện tử. Vậy, cuộn cảm hoạt động như thế nào? Để dễ hình dung, chúng ta sẽ dùng dòng chảy của nước để mô tả dòng điện. Có một cái bơm để đẩy nước đi và nó tương ứng với cuộc pin trong mạch điện của chúng ta. Còn các đường ống thì tương đương với dây dẫn điện trong mạch điện. Đường ống nước được chia thành hai nhánh. Một nhánh có gắn một ống giảm tốc. Nó sẽ làm cho nước gặp khó khăn khi chảy qua. Do đó, ống giảm tốc này tương đương với một bóng đèn trong mạch điện. Nhánh còn lại thì được gắn thêm một bánh xe nước. Bình thường, bánh xe nước sẽ đứng yên. Khi có dòng nước chảy qua, chính dòng chảy của nước sẽ đẩy bánh xe nước quay. Và bánh xe nước sẽ tương đương với một cuộn cảm trong mạch điện. Khi chúng ta khởi động máy bơm lần đầu tiên, nước sẽ chảy ra khỏi một đầu của bơm và nó có xu hướng muốn quay trở lại đầu bên kia của máy bơm. Tương tự như dòng điện, khi chạy ra khỏi cực dương của pin, thì chúng sẽ cố gắng quay trở lại cực ôm của pin để hoàn thành một mạch điện kiếm. Khi nước chảy ra khỏi máy bơm và đến được các nhánh, nó phải quyết định đi theo con đường nào. Do bánh xe nước rất nặng, nên nước phải mất một thời gian thì mới có thể di chuyển được bánh xe. Điều này đã làm tăng thêm sức cản trở trong đường ống, khiến nước quá khó để chảy qua con đường này. Do đó, nước sẽ đi theo con đường có ống giảm tốc vì nó có thể chảy thẳng qua và quay trở lại máy bơm dễ dàng hơn nhiều. Cùng lúc đó, nước vẫn tiếp tục đẩy, bánh xe sẽ bắt đầu quay và quay ngày càng nhanh hơn cho đến khi đạt tới tốc độ tối đa. Khi đã đạt tới tốc độ tối đa, thì bánh xe sẽ gần như không còn cản trở dòng chảy của nước nữa. Khi đó, nước chảy qua con đường này sẽ dễ dàng hơn là đi qua đường có ống giảm tốc. Vì thế, lúc này, nước sẽ ngừng chảy qua ống giảm tốc và tất cả sẽ chảy qua bánh xe nước. Khi chúng ta tắt máy bơm, mặc dù không còn nước được bơm vào hệ thống nữa, nhưng do bánh xe nước đang quay quá nhanh nên nó không thể dừng lại ngay lập tức được do lực quán tính. Vì thế, bánh xe nước sẽ tiếp tục quay và đẩy nước đi tương tự như một cái bơm. Nước sẽ tự chảy xung quanh thành một mạch kiến như bạn đang thấy. Lực quán tính sẽ giảm dần do lực ma sát trong đường ống và do sự cản trở của ống giảm tốc. Bánh xe nước cuối cùng cũng sẽ ngừng quay khi không còn lực quán tính nữa. Như vậy, nhờ có bánh xe nước tiếp tục duy trì dòng chảy của nước nên chúng ta có thể bơm và tắt máy bơm trong một thời gian ngắn mà dòng chảy của nước vẫn không bị gián đoạn. Chuyển sang mạch điện, chúng ta sẽ có một kịch bản rất giống với dòng nước chảy khi kết nối một cuộn cảm song song với tải điện trở là một bóng đèn. Khi chúng ta cấp nguồn cho mạch điện, lúc đầu dòng điện sẽ chạy qua bóng đèn và cấp nguồn cho nó. Tại thời điểm này sẽ có rất ít dòng điện chạy qua cuộn cảm vì lúc đầu điện trở của cuộn cảm quá lớn. Tương tự như bánh xe nước, điện trở của cuộn cảm sẽ giảm dần và cho phép dòng điện chạy qua nó ngày càng nhiều hơn. Cuối cùng, điện trở của cuộn cảm giảm xuống gần như bằng 0 nên dòng điện sẽ ưu tiên đi qua đường này để trở lại cực âm của nguồn điện. Điều này sẽ khiến cho bóng đèn bị tắt. Khi chúng ta ngắt kết nối nguồn điện, cuộn cảm sẽ tiếp tục đẩy dòng điện đi qua bóng đèn để hoàn thành một mạch điện kín. Năng lượng của cuộn cảm sẽ giảm dần do điện trở của dây điện và điện trở của bóng đèn. Tương tự như lực quán tính của bánh xe nước, năng lượng của cuộn cảm sẽ giảm xuống bằng 0 sau một thời gian ngắn. Câu hỏi được đặt ra lúc này là điều gì đã xảy ra trong cuộn cảm để khiến nó có thể tích trữ năng lượng? Khi chúng ta truyền dòng điện qua một dây kim loại thì sợi dây này sẽ tạo ra tư trương xung quanh nó. Chúng ta có thể thấy điều này bằng cách đặt la bàn xung quanh một sợi dây điện. Khi chúng ta truyền dòng điện qua dây, la bàn sẽ di chuyển theo hướng của tư trương. Khi chúng ta đảo ngược hướng của dòng điện đi qua sợi dây điện thì tư trương cũng sẽ bị đảo ngược và do đó các la bàn cũng sẽ đảo ngược hướng để phù hợp với điều này. Càng có nhiều dòng điện đi qua một sợi dây thì tư trương sinh ra sẽ càng lớn. Khi chúng ta quấn một sợi dây thành một cuộn dây thì mỗi vòng dây sẽ lại tạo ra một tư trương. Nhưng bây giờ tất cả chúng sẽ hợp nhất với nhau và tạo thành một tư trương mạnh hơn rất nhiều. Chúng ta có thể thấy tư trương của một nam châm bằng cách rớt một số bật liệu sắc lên trên một nam châm. Nó sẽ cho thấy các đường sức từ của nam châm. Quay trở lại với mạch điện của chúng ta. Khi nguồn điện bị ngắt, sẽ không có tư trương trong cuộn cảm. Nhưng khi chúng ta kết nối nguồn điện, dòng điện sẽ bắt đầu chảy qua cuộn dây nên tư trương sẽ bắt đầu hình thành và tăng dần kích thước lên đến kích thước tối đa của nó. Khi ngắt điện, tư trương sẽ bắt đầu tan biến dần và được chuyển đổi thành năng lượng điện. Điều này đã tạo ra dòng điện trong mạch điện. Trong thực tế, quá trình này sẽ diễn ra cực kỳ nhanh. Chúng tôi chỉ đang làm chậm các hình ảnh để các bạn dễ nhìn và dễ hiểu hơn. Vậy cuộn cảm trông giống như thế nào trong thực tế? Cuộn cảm trong các bản mạch sẽ trông giống như thế này. Về cơ bản, chúng chỉ là một sợi dây đồng quấn quanh một khối hình trụ hoặc hình chữ Ô. Một số khác thì lại có vỏ bọc bên ngoài để che chắn tư trương của chính nó nhằm ngăn chặn nó gây nhiễu tính hiệu lên các linh kiện điện tử khác. Chúng ta sẽ thấy cuộn cảm được thể hiện trên các bản vẽ kỹ thuật với các ký hiệu như thế này. Câu hỏi cuối cùng là chúng ta sử dụng cuộn cảm để làm gì? Chúng ta có thể sử dụng cuộn cảm để ngăn cản dòng điện xoay chiều và chỉ cho phép dòng điện một chiều đi qua nó. Chúng ta sử dụng cuộn cảm ghép với tù điện để tạo thành mạch cộng hưởng tần số nhằm lọc chỉ để lấy những tính hiệu với tần số mong muốn. Chúng ta cũng có thể thấy cuộn cảm được sử dụng trong máy biến áp, động cơ và roller. Nhân tiện, hãy nhấn đăng ký để chắc chắn nhận được những phim mới nhất từ chúng tôi. Xin cảm ơn và hẹn gặp các bạn trong các phim khoa học vào mỗi thứ 5 hàng tuần.