Chức năng cốt lõi của cuộn cảm là lưu trữ dòng điện xoay chiều (lưu trữ năng lượng điện dưới dạng từ trường) nhưng không lưu trữ được dòng điện một chiều (dòng điện một chiều có thể đi qua cuộn dây mà không bị cản trở).
Chức năng cốt lõi của điện dung là lưu trữ dòng điện một chiều (lưu trữ năng lượng điện trực tiếp trên các bản tụ), nhưng nó không thể lưu trữ dòng điện xoay chiều (dòng điện xoay chiều có thể đi qua tụ điện mà không gặp trở ngại).
Độ tự cảm nguyên thủy nhất được nhà khoa học người Anh Faraday phát hiện vào năm 1831.
Các ứng dụng điển hình là các máy biến áp, động cơ, v.v.
Sơ đồ cuộn dây Faraday (Cuộn dây Faraday là cuộn dây tự cảm lẫn nhau)
Một loại điện cảm khác là tự cảmcuộn dây điện cảm
Năm 1832, Henry, một nhà khoa học người Mỹ, đã xuất bản một bài báo về hiện tượng tự cảm ứng. Do đóng góp quan trọng của Henry trong lĩnh vực hiện tượng tự cảm nên người ta gọi đơn vị của độ tự cảm là Henry, viết tắt là Henry.
Hiện tượng tự cảm ứng là hiện tượng Henry vô tình phát hiện ra khi đang làm thí nghiệm về nam châm điện. Vào tháng 8 năm 1829, khi cả trường đang nghỉ hè, Henry đang nghiên cứu về nam châm điện. Ông phát hiện ra rằng cuộn dây tạo ra tia lửa bất ngờ khi ngắt nguồn điện. Vào kỳ nghỉ hè năm sau, Henry tiếp tục nghiên cứu các thí nghiệm liên quan đến hiện tượng tự cảm ứng.
Cuối cùng, vào năm 1832, một bài báo được xuất bản kết luận rằng trong một cuộn dây có dòng điện, khi dòng điện thay đổi, một suất điện động cảm ứng (điện áp) sẽ được tạo ra để duy trì dòng điện ban đầu. Vì vậy, khi nguồn điện của cuộn dây bị ngắt, dòng điện lập tức giảm và cuộn dây sẽ tạo ra một điện áp rất cao, khi đó tia lửa điện mà Henry nhìn thấy sẽ xuất hiện (điện áp cao có thể làm ion hóa không khí và gây đoản mạch để tạo ra tia lửa điện).
Cuộn dây tự cảm
Faraday đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ, yếu tố cốt lõi nhất của nó là từ thông biến thiên sẽ sinh ra suất điện động cảm ứng.
Dòng điện một chiều ổn định luôn di chuyển theo một hướng. Trong một vòng kín, dòng điện không thay đổi nên dòng điện chạy qua cuộn dây không thay đổi và từ thông của nó không thay đổi. Nếu từ thông không thay đổi thì sẽ không tạo ra suất điện động cảm ứng nên dòng điện một chiều có thể dễ dàng đi qua cuộn dây mà không bị cản trở.
Trong mạch điện xoay chiều, hướng và cường độ dòng điện sẽ thay đổi theo thời gian. Khi dòng điện xoay chiều đi qua cuộn cảm, khi độ lớn và chiều dòng điện thay đổi thì từ thông xung quanh cuộn cảm cũng sẽ thay đổi liên tục. Sự thay đổi từ thông sẽ sinh ra suất điện động và lực điện động này chỉ cản trở đường đi của dòng điện xoay chiều!
Tất nhiên, chướng ngại vật này không ngăn cản AC vượt qua 100% nhưng nó làm tăng độ khó cho việc vượt qua AC (trở kháng tăng). Trong quá trình chặn dòng điện xoay chiều đi qua, một phần năng lượng điện được chuyển thành dạng từ trường và tích trữ trong cuộn cảm. Đây là nguyên lý của cuộn cảm lưu trữ năng lượng điện
Nguyên lý lưu trữ và giải phóng năng lượng điện của cuộn cảm là một quá trình đơn giản:
Khi dòng điện trong cuộn dây tăng - làm cho từ thông xung quanh thay đổi - từ thông thay đổi - tạo ra suất điện động cảm ứng ngược (lưu trữ năng lượng điện) - ngăn dòng điện tăng
Khi dòng điện trong cuộn dây giảm - làm cho từ thông xung quanh thay đổi - từ thông thay đổi - tạo ra lực điện động cảm ứng cùng chiều (giải phóng năng lượng điện) - ngăn cản dòng điện giảm
Nói một cách dễ hiểu, cuộn cảm là một chất bảo thủ, luôn duy trì trạng thái ban đầu! Anh ta ghét sự thay đổi và hành động để ngăn chặn sự thay đổi của hiện tại!
Cuộn cảm giống như một bình chứa nước AC. Khi dòng điện trong mạch lớn thì nó tích trữ một phần, khi dòng điện nhỏ thì nó giải phóng để bổ sung!
Nội dung bài viết được lấy từ Internet
Thời gian đăng: 27-08-2024