b. Hệ số phẩm chất của cuộn cảm (Q) – Tài liệu text

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (12.37 MB, 447 trang )

This Post: b. Hệ số phẩm chất của cuộn cảm (Q) – Tài liệu text

Chương 3 – Cấu kiện thụ động

– Cách ghi gián tiếp theo qui ước :

+ Ghi quy ước theo mầu: Dùng cho các cuộn cảm nhỏ, cách ghi tham số của cuộn

cảm theo 2 quy ước: Tiêu chuẩn EIA (Electronic Industry Association Standard), Tiêu

chuẩn quân đội (Military standard).

– Theo tiêu chuẩn EIA: sử dụng 4 vòng mầu thông thường:

• Vòng màu 1: chỉ số có nghĩa thứ nhất hoặc chấm thập phân.

• Vòng màu 2: chỉ số có nghĩa thứ hai hoặc chấm thập phân.

• Vòng màu 3: chỉ hệ số nhân (số 0 cần thêm vào), đơn vị đo là μH.

• Vòng màu 4: chỉ dung sai %.

– Theo tiêu chuẩn Military sử dụng 1 vòng lớn mầu bạch kim để nhận dạng tiêu

chuẩn Military cộng với 4 vạch mầu thông thường:

• Vòng màu 1: chỉ số có nghĩa thứ nhất hoặc chấm thập phân.

• Vòng màu 2: chỉ số có nghĩa thứ hai hoặc chấm thập phân.

• Vòng màu 3: chỉ hệ số nhân (số 0 cần thêm vào), đơn vị đo là μH.

• Vòng màu 4: chỉ dung sai %.

Chú ý: Theo tiêu chuẩn Military nếu mầu vàng kim được sử dụng cho các vòng

màu 1,2,3 thì nó là dấu chấm thập phân.

Bảng mã mầu dùng cho các cuộn cảm

106

Chương 3 – Cấu kiện thụ động

Ví dụ:

– Sử dụng tiêu chuẩn IEA:

– Sử dụng tiêu chuẩn Military:

2.3.6. Phân loại

Dựa theo ứng dụng:

+ Cuộn cộng hưởng – cuộn cảm dùng trong các mạch cộng hưởng LC.

+ Cuộn lọc – cuộn cảm dùng trong các bộ lọc một chiều.

+ Cuộn chặn dùng để ngăn cản dòng cao tần, v.v..

Dựa vào loại lõi của cuộn cảm:

+ Cuộn dây lõi không khí: Loại cuộn dây không lõi hoặc cuốn trên các cốt không

từ tính, thường dùng là các cuộn cộng hưởng làm việc ở tầo số cao và siêu cao. Các yêu

cầu chính của cuộn dây không lõi là:

– Điện cảm phải ổn định ở tần số làm việc.

– Hệ số phẩm chất cao ở tần số làm việc.

– Điện dung riêng nhỏ.

– Hệ số nhiệt của điện cảm thấp.

– Bền chắc, kích thước và giá thành phải hợp lý.

+ Cuộn cảm lõi sắt bụi: Dùng bột sắt nguyên chất trộn với chất dính kết không từ

tính là lõi cuộn cảm, thường dùng ở tần số cao và trung tần. Cuộn dây lõi sắt bụi có tổn

thất thấp, đặc biệt là tổn thất do dòng điện xoáy ngược, và độ từ thẩm thấp hơn nhiều so

với loại lõi sắt từ.

+ Cuộn cảm lõi Ferit : thường là các cuộn cảm làm việc ở tần số cao và trung tần.

Lõi Ferit có nhiều hình dạng khác nhau như: thanh, ống, hình chữ E, chữ C, hình xuyến,

107

Chương 3 – Cấu kiện thụ động

hình nồi, hạt đậu,v.v.. Dùng lõi hình xuyến dễ tạo điện cảm cao, tuy vậy lại dễ bị bão hòa

từ khi có thành phần một chiều.

+ Cuộn cảm lõi sắt từ: Lõi của cuộn cảm thường hợp chất sắt – silic, hoặc sắtniken …. Đây là các cuộn cảm làm việc ở tần số thấp. Dùng dây đồng đã được tráng men

cách điện quấn thành nhiều lớp có cách điện giữa các lớp và được tẩm chống ẩm.

3.5.7. Hình ảnh của một số loại cuộn cảm trong thực tế

Cuộn cảm lõi Ferit

Roller inductor for

RED : Clothing, Shoes & Jewelry Rh Studio Coin Purse Clasp Closure Dog Akita Inu Stand Nature Print Wallet Exquisite Coin Pouch Girls Women Clutch Handbag Exquisite Gift foretadrenaline.com

FM diplexer

108

SMD Wound Chip Inductor

DC filter choke

Inductor

On-chip inductor

Spiral inductor with N=1.5

turns, W=20 μm, S=10 μm

and Rin=100 μm

(area=0.14 mm2)

Chương 3 – Cấu kiện thụ động

3.4. BIẾN ÁP (Transformer)

3.4.1. Định nghĩa và cấu tạo của biến áp

Biến áp là thiết bị gồm hai hay nhiều cuộn dây ghép hỗ cảm với nhau để biến đổi

điện áp. Cuộn dây đấu vào nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp, các cuộn dây khác đấu vào tải

gọi là cuộn thứ cấp.

3.4.2. Nguyên lý hoạt động của biến áp

Hoạt động dựa theo nguyên lý cảm ứng điện từ.

Hệ số tự cảm của cuộn sơ cấp, thứ cấp:

L1 = μ .N12

S

,

l

L 2 = μ .N 22

S

l

Khi dòng điện I1 biến thiên qua cuộn sơ cấp sẽ tạo ra từ thông biến thiên trong lõi

biến áp, từ thông này liên kết sang cuộn thứ cấp và tạo ra điện áp cảm ứng eL trên cuộn

109

Chương 3 – Cấu kiện thụ động

thứ cấp theo hệ số tỉ lệ gọi là hệ số hỗ cảm M. Lượng từ thông liên kết giữa cuộn sơ cấp

sang cuộn thứ cấp được đánh giá bằng hệ số ghép biến áp K.

eL

Δi1 / Δt

M=

eL =

ΔΦ 2 .N 2

;

Δt

[H ]

ΔΦ 2 = K .ΔΦ1 = K .μ .Δi1.N1.

=> M = K .N1 N 2 .μ .

S

l

S

= K . L1 L2

l

M

L1 L2

=> K =

3.4.3. Các tham số kỹ thuật của biến áp

a. Hệ số ghép biến áp K

K=

M

L1 L2

RED : Top 10 Best Public Golf Courses in Flagstaff, AZ – August 2022 – Yelp

M – hệ số hỗ cảm của biến áp.

L1 và L2 – hệ số tự cảm của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp tương ứng.

Khi K = 1 là trường hợp ghép lý tưởng, khi đó toàn bộ số từ thông sinh ra do cuộn

sơ cấp được đi qua cuộn thứ cấp và ngược lại.

Trên thực tế sử dụng, khi K ≈ 1 gọi là hai cuộn ghép chặt.

khi K<<1 gọi là hai cuộn ghép lỏng.

b. Điện áp cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp

Điện áp cảm ứng ở cuộn sơ cấp và thứ cấp quan hệ với nhau theo tỉ số:

U2

N

N

=K 2 ≈ 2

U1

N1 N 1

N2

Hệ số biến áp

N1

Nếu:

+ N1 = N2 thì U1 = U2 ta có biến áp 1 : 1.

+ N2 > N1 thì U2 > U1 ta có biến áp tăng áp.

+ N2 < N1 thì U2 < U1 ta có biến áp hạ áp.

c. Dòng điện sơ cấp và dòng điện thứ cấp

Quan hệ giữa dòng điện ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp theo tỉ số:

110

Chương 3 – Cấu kiện thụ động

I1 U 2

N

N

=

=K 2 ≈ 2

I 2 U1

N1 N1

d. Hiệu suất của biến áp

Các biến áp thực tế đều có tổn thất, do đó để đánh giá chất lượng dùng thông số

hiệu suất của biến áp. Hiệu suất của biến áp là tỉ số giữa công suất ra và công suất vào

tính theo %:

η=

Trong đó

P2

P2

.100% =

P1

P2 + Ptôn

.100%

thât

P1 – công suất đưa vào cuộn sơ cấp.

P2 – công suất thu được ở cuộn thứ cấp.

Ptổn thất – Công suất điện mất mát do tổn thất của lõi

và tổn thất của dây cuốn.

Muốn giảm tổn hao năng lượng trong lõi sắt từ, dây đồng và từ thông rò người ta

dùng loại lõi làm từ các lá sắt từ mỏng, có quét sơn cách điện, dùng dây đồng có tiết diện

lớn và ghép chặt.

3.4.4. Ký hiệu của biến áp

111