Cuộn cảm là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng cuộn cảm

 Cuộn cảm là gì ?

Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động được tạo thành từ một dây dẫn quấn thành nhiều vòng. Khi có dòng điện chạy qua, cuộn cảm sẽ sinh ra một từ trường. Cuộn cảm còn được gọi là cuộn từ, và nó đóng vai trò quan trọng trong nhiều mạch điện, giúp kiểm soát dòng điện, lọc tín hiệu và lưu trữ năng lượng.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cuộn cảm

Cấu tạo của cuộn cảm

Cuộn cảm có cấu tạo bao gồm những vòng dây được quấn lại với nhau thành nhiều vòng. Dây quấn sẽ được sơn emay cách điện cực tốt. Ngoài ra, cấu tạo của cuộn cảm còn có phần lõi được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như: Vật liệu dẫn từ (Ferrite), lõi thép,… 

Nguyên lý hoạt động của cuộn cảm

Với dòng điện một chiều (DC), có cường độ và chiều không đổi (tần số bằng 0). Cuộn cảm hoạt động giống 1 điện trở có điện kháng xấp xỉ bằng không hay có thể nói cuộn dây nối đoản mạch. Dòng điện trên cuộn cảm tạo ra từ trường (B) có cường độ và chiều không đổi.

Khi tiến hành nối điện xoay chiều (AC) với cuộn cảm, dòng điện trên cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường (B) biến thiên cùng với một điện trường (E) biến thiên, nhưng luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn dây sẽ phụ thuộc vào tần số dòng xoay chiều.

Cuộn cảm L có khả năng lọc nhiễu tốt cho những mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau. Tùy thuộc vào đặc tính cụ thể của từng cuộn dây, giúp ổn định dòng và được ứng dụng trong công việc liên quan đến mạch lọc tần số.

Ký hiệu cuộn cảm

Phân loại cuộn cảm

Dựa theo cấu tạo và phạm vi ứng dụng, cuộn cảm được chia thành 3 loại chính:

• Cuộn cảm âm tần.
• Cuộn cảm trung tần.
• Cuộn cảm cao tần.

Dựa theo hình dáng, bao gồm cuộn cảm loại cắm và cuộn cảm loại dán.

Dựa theo cấu tạo, gồm có cuộn cảm loại lõi không khí, lõi thép, lõi ferit,…

Dưới đây là một số cuộn cảm (đa số là phân loại dựa theo cấu tạo lõi) được sử dụng phổ biến hiện nay.

• Cuộn cảm có nhiều lớp: Bao gồm 1 ống dây và 1 lõi cuộn cảm có nhiều lớp, được sử dụng trong các bộ lọc nhiễu hay sạc cho những phương tiện giao thông hoạt động bằng điện. 
• Cuộn cảm lõi không khí: Loại cuộn cảm này có vật liệu lõi là không khí, dùng trong các ứng dụng có tần số. 
• Cuộn cảm ống: Loại cuộn cảm này được sử dụng trong các ứng dụng chuyển đổi năng lượng, mạch lọc, radio và bộ thu TV. 
• Cuộn cảm lõi Ferrite: Đây là loại cuộn cảm có lõi bằng vật liệu Ferrite (bao gồm sắt và oxit được trộn lẫn với nhau), được sử dụng trong các ứng dụng có tần số cao như mạch công tắc, bộ lọc pi,… 
• Cuộn cảm ống dây: Loại cuộn cảm này gồm có một dây dẫn được ở đặt bên trong ống dây, có lõi là Ferrite. Được sử dụng trong các ứng dụng adapter như mạch SMPS, bộ lọc đầu ra, đầu vào,…