English
Tự cảm là một kiến thức quan trọng với nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống, tuy nhiên kiến thức về chúng lại khá trừu tượng nên không phải ai cũng có thể hiểu được về tự cảm là gì. Cti Supply sẽ cùng bạn tìm hiểu định nghĩa tự cảm là gì, nắm một số thông tin tổng quan về tự cảm trong bài viết dưới đây.
Nội dung chính
Định nghĩa tự cảm là gì?
Định nghĩa tự cảm là gì? Hiện tượng tự cảm là hiện tượng xuất hiện khi trong một mạch kín có dòng điện xoay chiều chạy qua, hay trong một mạch điện 1 chiều khi thực hiện thao tác đóng/ ngắt mạch. Tuy nhiên thường thấy nhất chính là trong các mạch điện xoay chiều.
Cuộn cảm được biết đến là một bộ phận quan trọng trong những mạch điện xoay chiều, máy biến áp, mạch dao động.
Cách tính hệ số tự cảm
Ở những thí nghiệm về hiện tượng tự cảm thì người ta đã sử dụng 1 cuộn dây (cuộn cảm) và L chính là hệ số tự cảm của cuộn dây này. Khi đó hệ số tự cảm của cuộn dây hình trụ có N vòng dây sẽ được tính theo công thức:
Trong đó:
- L là hệ số tự cảm ống dây (H)
- N là số vòng dây
- L là chiều dài của ống dây (m)
- S là tiết diện ống dây (m2)
Suất điện động tự cảm
Suất điện động gây nên dòng điện tự cảm sẽ được gọi là suất điện động tự cảm. Theo định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ, suất điện động tự cảm sẽ được tính theo công thức:
Trong đó:
- etc là suất điện động tự cảm
- L là hệ số tự cảm
- ∆I là độ biến thiên của cường độ dòng điện (A)
- ∆t là thời gian biến thiên của cường độ dòng điện (s)
- Δi/Δt chính là tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện (A/s)
Dấu “-” trong công thức giống như công thức tính suất điện động cảm ứng theo định luật Faraday, chúng chỉ chiều của dòng điện cảm ứng theo định luật Lenxo.
Hiệu ứng bề mặt
Trong bài viết định nghĩa tự cảm là gì hôm nay chúng ta cũng sẽ tìm hiểu một số thông tin chi tiết về hiện tượng này như là hiệu ứng bề mặt. Vì hiện tượng tự cảm không chỉ xảy ra trong lòng 1 dây dẫn có dòng điện biến đổi chạy qua mà ở một thí nghiệm đã cho thấy rằng: Khi cho dòng điện cao tần (dòng điện biến đổi có tần số cao) chạy qua một dây dẫn thì vì hiện tượng tự cảm nên dòng điện đó hầu như không chạy trong lòng dây dẫn mà chỉ chạy ở bên ngoài của nó. Đây được gọi là hiệu ứng ngoài da, bề mặt.
Người ta giải thích hiện tượng hiệu ứng bề mặt này như sau:
Khi dòng điện cao tần đi từ dưới lên trên, gây ra trong lòng dây dẫn một mức từ trường với các đường sức cảm ứng. Sự biến đổi của dòng diện khiến cho từng trường chúng gây ra cũng bị thay đổi theo. Nếu như xét 1 tiết diện bất kỳ chứa trục đối xứng của dây thì từ thông gửi qua tiết diện cũng bị biến đổi. Do đó nên trong các tiết diện này cũng xuất hiện những dòng điện tự cảm khép kín.
Do đó khi dòng điện cao tần tăng lên, các dòng điện tự cảm xuất hiện trong dây dẫn lúc này sẽ chống lại sự tăng của phần dòng điện cao tầng chạy trong dây. Đồng thời cũng làm thuận lợi cho sự tăng của phần dòng điện cao tầng chạy ngoài bề mặt của dây. Hay nói theo cách khách thì dòng điện cao tần chỉ chạy ở lớp bề mặt của dây dẫn.
Nếu như dòng điện cao tần giảm thì người ta cũng chứng minh được kết quả tương tự như vậy.
Tình huống dòng điện tự cảm khi ngắt mạch
Khi mở cầu dao của 1 mạch điện có chứa động cơ điện, người ta sẽ thấy hồ quang xuất hiện ở giữa 2 cực cầu dao. Nguyên nhân của hiện tượng này đó chính là khi ngắt mạch dòng điện sẽ giảm đột ngột về mức giá trị là 0. Vậy nên các cuộn dây của máy điện lúc này sẽ xuất hiện một dòng điện tự cảm lớn. Và dòng điện này sẽ phóng ra lớp không khí ở giữa 2 cực của cầu dao, chính điều này sẽ gây nguy hiểm lên hệ thống mạng lưới điện
Để khử hồ quang điện trong quá ngắt mạch thì người ta sẽ đặt cầu dao trong dầu, hay có thể sử dụng khí phụt mạnh để có thể dập tắt hồ quang.
Ứng dụng của hiện tượng tự cảm
Trong bài viết tìm hiểu định nghĩa tự cảm là gì, chúng tôi cũng sẽ giới thiệu đến bạn những ứng dụng của tự cảm trong đời sống hiện nay.
Rõ thấy nhất chính là các mạch điện xoay chiều, đây là nơi thường xuyên diễn ra hiện tượng tự cảm. Bên cạnh đó cuộn cảm còn là một bộ phận quan trọng có trong các mạch dao động, máy biến áp. Một ứng dụng quan trọng của hiệu ứng ngoài da/ bề mặt đó chính là sự tôi kim loại ở lớp bên ngoài, ứng dụng cho các chi tiết máy như biên trục máy, hay bánh răng khía,…
Mong rằng qua bài viết chia sẻ trên đã giúp bạn hiểu được rõ hơn về định nghĩa tự cảm là gì, biết các công thức tính hệ số tự cảm, suất điện động tự cảm cũng như những ứng dụng phổ biến của chúng trong đời sống hiện nay. Cảm ơn bạn đã đón đọc chia sẻ hôm nay của Cti Supply, xin hẹn gặp lại ở nhiều bài viết chia sẻ khác trên trang!