Cuộn cảm, còn được gọi là cuộn chặn, cuộn dây hoặc cuộn kháng, là một thiết bị lưu trữ năng lượng điện thụ động có hai đầu cực. Nó được thiết kế với một lõi được bao quanh bởi dây dẫn cách điện. Khi dòng điện chạy qua cuộn cảm, từ trường của nó sẽ lưu trữ năng lượng này. Lượng năng lượng được lưu trữ bởi cuộn cảm được gọi là độ tự cảm, và đơn vị của nó là Henry, được đặt theo tên của nhà khoa học người Mỹ Joseph Henry. Cuộn cảm chủ yếu được sử dụng trong xử lý tín hiệu và mạch tương tự. Có nhiều loại cuộn cảm tùy thuộc vào ứng dụng, chẳng hạn như cuộn cảm lõi không khí, lõi sắt, vòng và cuộn cảm điều chỉnh được. Bài viết này sẽ cung cấp tổng quan về cuộn cảm điều chỉnh được – các ứng dụng của chúng.

Cuộn cảm biến đổi là gì?

Cuộn cảm biến đổi là một cuộn cảm hoặc cuộn dây có giá trị điện cảm hiệu dụng có thể được điều chỉnh liên tục. Dải tần số cho loại cuộn cảm này thường nằm trong khoảng từ 10 μH đến 100 μH, với các cuộn cảm bán sẵn trên thị trường có giá trị từ 10 nH đến 100 mH. Ký hiệu của cuộn cảm biến đổi được thể hiện bên dưới.

Sự thi công

Cuộn cảm biến đổi được cấu tạo bằng cách quấn dây đồng quanh một lõi hình trụ rỗng. Giá trị điện cảm có thể dễ dàng thay đổi bằng cách sắp xếp và di chuyển lõi, cho dù đó là đồng thau hay vật liệu từ tính khác. Nếu sử dụng lõi ferrite, điện cảm sẽ tăng lên khi dịch chuyển vật liệu lõi gần hơn về phía tâm của cuộn dây. Ngược lại, nếu sử dụng lõi đồng thau, điện cảm sẽ giảm đi khi dịch chuyển vật liệu lõi gần hơn về phía tâm của cuộn dây.

Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm biến đổi là người dùng có thể điều khiển giá trị điện cảm bằng cách thay đổi vị trí của lõi ferrite. Do đó, giá trị điện cảm của cuộn cảm biến đổi có thể được điều chỉnh liên tục. Khi lõi ferrite được di chuyển sâu hơn vào cuộn dây, độ xuyên từ và giá trị điện cảm tăng lên. Tương tự, việc di chuyển lõi ferrite ra xa cuộn dây sẽ làm giảm độ xuyên từ và giá trị điện cảm.

Các loại cuộn cảm điều chỉnh được.

Cuộn cảm điều chỉnh được chia thành hai loại: cuộn cảm điều chỉnh có thanh kim loại và cuộn cảm điều chỉnh có mối nối.

Cuộn cảm điều chỉnh được kèm điểm nối.

Cuộn cảm biến đổi đa điểm nối điện là một cuộn dây có nhiều điểm nối điện. Loại cuộn cảm này thường bao gồm một số lượng lớn dây dẫn được quấn quanh một lõi từ với số lượng điểm nối điện mong muốn. Các điểm nối này là các dây dẫn được kéo dài từ cuộn dây ở những khoảng cách đã được xác định trước, cho phép điều chỉnh độ tự cảm tương hỗ đến nhiều giá trị khác nhau trong cùng một cuộn cảm.

Cuộn cảm có thể điều chỉnh

Cuộn cảm điều chỉnh bằng lõi ferrite là một loại cuộn cảm biến đổi có lõi ferrite di động. Độ tự cảm của nó tăng hoặc giảm khi lõi ferrite được di chuyển vào hoặc ra khỏi cuộn dây. Cấu trúc của nó tương tự như cuộn cảm lõi ferrite cố định, ngoại trừ việc lõi ferrite có thể điều chỉnh được.

Khi thanh kim loại được đưa vào trong cuộn dây, độ tự cảm tăng lên và tần số cộng hưởng của mạch điều chỉnh giảm xuống. Khi thanh kim loại được đưa ra khỏi cuộn dây, độ tự cảm của cuộn cảm này giảm xuống và tần số cộng hưởng của mạch điều chỉnh tăng lên. Độ tự cảm có thể được thay đổi bằng một trục di động, có thể di chuyển lên/xuống bằng tua vít.

Mạch cuộn cảm điều chỉnh được

Mạch cuộn cảm biến đổi được thể hiện bên dưới. Mục đích chính của mạch này là để nghiên cứu ảnh hưởng của độ thẩm từ lên độ tự cảm và quan sát cách điện trở cảm điều khiển dòng điện trong mạch điện xoay chiều.

Các linh kiện cần thiết để xây dựng mạch điện này chủ yếu bao gồm một ống giấy, một thanh sắt hoặc kim loại, dây đồng mạ 28 gauge, một nguồn điện xoay chiều điện áp thấp và một bóng đèn sợi đốt. Hãy kết nối mạch điện bằng các linh kiện này theo sơ đồ mạch điện được hiển thị bên dưới.

Đầu tiên, quấn dây dẫn từ tính hàng trăm vòng quanh một ống giấy để tạo ra một cuộn cảm tự chế. Sau đó, nối cuộn cảm này với nguồn điện xoay chiều và một bóng đèn sợi đốt mắc nối tiếp để tạo thành một mạch điện. Khi ống giấy trống, bóng đèn sợi đốt sẽ sáng rực. Khi đặt một thanh sắt vào bên trong ống giấy, độ sáng của bóng đèn sợi đốt sẽ giảm vì độ tự cảm (L) tăng lên, và do đó điện trở cảm ứng (XL) tăng lên.

Khi sử dụng các vật liệu khác nhau như thép không gỉ hoặc đồng, kết quả sẽ không giống nhau vì độ thẩm từ của chúng khác nhau.

Đặc trưng

Các đặc tính của cuộn cảm biến đổi như sau:

• Độ tự cảm của cuộn cảm này có thể được điều chỉnh liên tục.
• Các cuộn cảm này có thể được phân loại theo một số đặc điểm. Đầu tiên là loại lõi được quấn quanh. Thứ hai là hình dạng của cuộn cảm, nơi cuộn dây được quấn. Một số được quấn theo hình tròn, nhưng nhiều loại có hình trụ.
• Đặc điểm cuối cùng là cuộn cảm điều chỉnh được có thể thay đổi hoặc điều chỉnh được.
• Các cuộn cảm này có chất lượng cao, điện dung ký sinh thấp và đặc tính tần số cao (HF) vượt trội.

Cách sử dụng/Ứng dụng

Các công dụng hoặc ứng dụng của cuộn cảm điều chỉnh được như sau:

• Loại cuộn cảm này phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu điều chỉnh chính xác, chẳng hạn như các ứng dụng vô tuyến và tần số cao.
• Các cuộn cảm này được sử dụng trong nhiều mạch khác nhau, chẳng hạn như mạch điều chỉnh, mạch ghép nối, mạch dao động và mạch định thời.
• Loại cuộn cảm này cũng được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ nhạy cao vì các cuộn cảm cố định có thể không được căn chỉnh hoàn hảo trong điều kiện như vậy.
• Các thiết bị này được sử dụng trong các bảng điều khiển hệ số công suất (PF) để điều chỉnh độ tự cảm.
• Thích hợp cho các ứng dụng liên quan đến hệ thống điện.
• Các thiết bị này được sử dụng trong các ứng dụng điện với các mạch liên kết.
• Cuộn cảm điều chỉnh được sử dụng trong các ứng dụng công suất trung bình và cũng được dùng để điều khiển dòng điện đầu ra của các mạch cộng hưởng tần số cao (HF).
• Các thiết bị này được sử dụng để điều khiển chấn lưu điện tử và đèn LED.
• Các thiết bị này được sử dụng trong viễn thông để điều khiển trở kháng của mạch, cho phép điều khiển các mạch tần số vô tuyến đa băng tần.

Tóm lại, đây là tổng quan về cuộn cảm điều chỉnh – mạch điện, hoạt động, các loại và đặc điểm, cùng với các ứng dụng của chúng. Các cuộn cảm này có thể thay đổi giá trị điện cảm của chính chúng và có độ tin cậy cao, do đó chúng chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng tần số vô tuyến (RF).