Hướng dẫn Cách đo cuộn cảm đơn giản nhất 2023

Cuộn cảm là một thành phần mạch rất cơ bản mà chúng ta sử dụng để lọc nhiễu và lưu trữ năng lượng trong hầu hết các mạch của chúng ta.

Để sử dụng đúng cuộn cảm cho mạch điện. Chúng ta cần đo giá trị điện cảm của nó để đảm bảo rằng chúng ta đang sử dụng đúng giá trị theo thiết kế mạch.

Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào để đo độ tự cảm của một cuộn cảm nhất định?

Vâng, đây là những gì chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài viết này.

Vào cuối bài viết này, bạn sẽ có thể biết:

Lý thuyết chung đo điện cảm
Phương pháp đo điện cảm đơn giản
Học cách sử dụng máy đo LCR
Cách làm việc với bộ tạo hàm số và máy hiện sóng để đo điện cảm.

Mục Lục Bài Viết

Lý thuyết đo điện cảm

Bạn biết đấy, trong các mạch thời gian thực, chúng ta gặp phải nhiễu từ các bộ phận bên trong do nhiệt. chúng ta cũng nhận được nhiễu từ môi trường bên ngoài.

Chúng ta thực sự không thể loại bỏ nhiễu này bằng mọi cách. Nhưng chúng ta có thể lọc hoặc triệt tiêu nó ở mức chấp nhận được.

Để đạt được mức chấp nhận được như vậy, một cuộn cảm giúp chúng ta rất nhiều. Nó giúp chúng ta loại bỏ nhiễu bên ngoài lọt vào mạch.

Bạn có thể đã thấy một số cuộn cảm ở phía trước bất kỳ thiết bị nào hoạt động như một cuộn cảm.

Trước khi đi sâu vào các phương pháp, mình nghĩ trước tiên chúng ta cần tạo một số thông tin cơ bản về chúng.

Tại sao mình lại nghĩ như vậy?

Bởi vì mình nghĩ con người rất sáng tạo. Bạn cung cấp cho họ kiến thức, và họ có thể làm một số điều tuyệt vời với kiến thức đó.

Ai biết được, một số bạn thực sự có thể thiết kế một cách mới để đo độ tự cảm.

Về cơ bản, một cuộn cảm là một thành phần mạch. Nó là một sợi dây quấn quanh một số vật liệu và có khả năng tích trữ năng lượng.

Sau đây là ký hiệu mạch và một số cuộn cảm vật lý:

Từ hình trên, bạn có thể biết rằng nó có hai đầu cuối. Nhưng đây không phải là trường hợp mọi lúc.

Cuộn cảm thay đổi là một loại cuộn cảm có khả năng điều chỉnh các giá trị điện cảm. Ví dụ, chúng ta có thể thay đổi giá trị điện cảm của nó theo thiết kế mạch của chúng ta.

Sau đây là ký hiệu mạch của một cuộn cảm thay đổi.

Cuộn cảm này có ba đầu cuối. Hai đầu là cố định Trong khi đầu còn lại là biến thiên.

Sử dụng chân có thể thay đổi được, chúng ta có thể có bất kỳ giá trị điện cảm nào trong phạm vi đã cho giữa hai đầu cuối cố định.

Bất kể loại cuộn cảm nào, chúng ta đều quan tâm đến việc đo độ tự cảm của nó.

Điện cảm

Một cuộn cảm là một thành phần mạch. Để đo khả năng lọc và năng lượng mạnh mẽ của nó, chúng ta cần một thuật ngữ thích hợp.

Số hạng đó là Điện cảm (L).

Điện cảm (L) là khả năng lưu trữ năng lượng của cuộn cảm

Đơn vị SI của độ tự cảm (L) là Henry (H).

Vì vậy, cách thích hợp để làm việc với cuộn cảm là biết về giá trị điện cảm của nó.

Giá trị điện cảm này cũng có thể được hiểu là ngược chiều của cuộn cảm với dòng điện chạy qua nó.

Bạn biết đấy, không ai thích thay đổi. Điều tương tự cũng xảy ra với một cuộn cảm. Nó không thích trạng thái của nó bị thay đổi. Vì vậy, nó phản đối sự thay đổi đó thông qua điện cảm.

Hãy xem toán học cơ bản của một cuộn cảm:

Phương trình về cơ bản nói rằng một cuộn cảm có điện áp bằng tích của tốc độ thay đổi theo thời gian và giá trị điện cảm.

Ngoài ra, điều đó có nghĩa là dòng điện thay đổi tạo ra một điện áp trên cuộn cảm đã cho.

Điều quan trọng là dòng điện phải thay đổi.

Nhưng mà…

Điều gì sẽ xảy ra nếu dòng điện không đổi giống như nếu đó là dòng điện một chiều?

Hãy xem toán học nói gì về điều này:

Điều này có nghĩa là, khi dòng điện một chiều không đổi, chúng ta sẽ có điện áp bằng không trên cuộn cảm.

Tóm lại, cuộn cảm sẽ hoạt động giống như đoản mạch.

Hãy xem điều này có nghĩa là gì ở cấp độ mạch:

Trong một mạch điện, đối với dòng điện một chiều không đổi, cuộn cảm giống như một đoạn dây dẫn thẳng.

Lưu ý đến công thức độ tự cảm, mình có thể nói rằng: Nếu chúng ta đặt một tín hiệu hoặc dòng điện xoay chiều vào cuộn cảm và đo điện áp trên nó, thì chúng ta có thể có độ tự cảm.

Một cách khác để sử dụng phương trình điện kháng cuộn cảm.

một phương trình phản ứng là gì?

Về cơ bản, nó là điện trở hoặc trở kháng của cuộn cảm đã cho.

Bây giờ để sử dụng phương trình này: chúng ta sẽ áp dụng dòng điện xoay chiều (RMS) có tần số đã biết (F). Điều này sẽ tạo ra một điện áp trên cuộn cảm.

Sau đó, bằng cách chia điện áp cho dòng điện sẽ cho chúng ta trở kháng của cuộn cảm đó.

Sau đó, bằng cách sử dụng phương trình trên, chúng ta có thể dễ dàng tính toán giá trị của độ tự cảm.

Hãy xem toán học dưới đây:

Bây giờ bạn có thể nói rằng có nhiều cách khả thi mà người ta có thể nghĩ ra và thiết kế một công cụ. Bây giờ, hãy nhớ rằng một số phương pháp tốt về mặt lý thuyết, nhưng chúng không được áp dụng thương mại.

Phương pháp đo điện cảm

Trong công việc thực tế, bạn có thể cần đo riêng độ tự cảm hoặc có thể bạn sẽ yêu cầu đo bên trong bảng mạch.

Không có vấn đề gì, sau đây là những phương pháp có thể giúp bạn.

Sử dụng máy đo LCR

Trước tiên, chúng ta hãy xem máy đo LCR thực sự là gì.

Từ LCR là viết tắt của Điện trở điện dung điện cảm. Có nghĩa đây là một thiết bị điện tử mà chúng ta sử dụng để đo ba thông số được đề cập này.

Ở chế độ R, nó có thể là điện trở hoặc máy đo OHM của bạn
Ở chế độ C, nó sẽ là điện dung và máy đo ESR
Ở chế độ L, nó sẽ là máy đo điện cảm của bạn

Thực hiện theo các bước đơn giản dưới đây để đo độ tự cảm.

Lấy máy đo LCR (liên kết Amazon) và bật nó lên
Lấy cuộn cảm của bạn và kết nối nó với đồng hồ LCR
Nhấn nút LCR Auto trên đồng hồ của bạn
Và nhận kết quả trên màn hình

Nó chỉ là đơn giản và dễ dàng.

Khác với phương pháp này có một số cách. Nhưng mình nghĩ cái này là cái hiệu quả nhất.

Sử dụng máy kiểm tra thành phần

Hãy nói về một cách khác để đo độ tự cảm của cuộn cảm.

Đối với phương pháp này, chúng ta sẽ cần một máy kiểm tra thành phần có khả năng đo điện cảm.

Về cơ bản, máy kiểm tra thành phần là một công cụ điện tử giúp chúng ta tìm ra:

Cấu hình chân chính xác của các thành phần khác nhau như bóng bán dẫn, tụ điện, v.v.
Giúp chúng ta kiểm tra thành phần.
Bằng cách kiểm tra, ý mình là để biết thành phần đó tốt hay xấu.
Trình kiểm tra thành phần cũng giúp chúng ta đo các thông số liên quan đến thành phần khác nhau.
Ví dụ, với một bóng bán dẫn, chúng ta không chỉ nhận được cấu hình chân chính xác mà còn có giá trị DC tốt nhất.

Sau đây là hình ảnh của máy kiểm tra linh kiện mà mình có để kiểm tra các loại linh kiện điện tử và điện tử khác nhau.

Ổn thỏa! Bây giờ chúng ta hãy xem cách sử dụng nó để đo độ tự cảm của cuộn cảm.

Lấy cuộn cảm của bạn và máy kiểm tra thành phần
Bật máy thử và đặt cuộn cảm vào ổ cắm
Nhấn nút kiểm tra
Xem giá trị điện cảm nếu cuộn cảm ổn
Nếu không, người kiểm tra sẽ hiển thị một thông báo trên màn hình nói rằng cuộn cảm bị hỏng

Sử dụng máy hiện sóng

Bạn cũng có thể đo độ tự cảm bằng máy hiện sóng. Nhưng để mình nói ngay với bạn, đây là kỹ thuật hơn các phương pháp trên.

Ngoài ra, nó cũng cần một số tính toán.

Nhưng thật thú vị nếu bạn thích làm việc với các thiết bị và dụng cụ điện tử.

Hãy xem cách đo cuộn cảm bằng máy hiện sóng kỹ thuật số.

Đối với phương pháp này, chúng ta cũng yêu cầu một trình tạo hàm.

Đầu tiên, hãy để mình định nghĩa nhanh những cái tên nặng nề này cho người mới bắt đầu, và sau đó chúng ta sẽ tiếp tục bài nói chuyện của mình.

Máy hiện sóng

Máy hiện sóng là một thiết bị mà chúng ta sử dụng để đo hoặc phân tích các thay đổi trong bất kỳ tín hiệu điện nào và để nghiên cứu hành vi của một hệ thống, trong giới hạn băng thông của nó.

Nó hiển thị tín hiệu điện theo thời gian, vì vậy bạn có thể thấy mọi chi tiết của tín hiệu, tức là hình dạng, tần số, biên độ và độ méo của nó.

Bộ tạo hàm số

Bộ tạo hám số là một thiết bị mà chúng ta sử dụng để tạo ra các tín hiệu có hình dạng và biên độ khác nhau cho các mạch và dự án của chúng ta.

Trước tiên, hãy để mình nói với bạn rằng Bộ tạo hàm số và bộ tạo tín hiệu đều đại diện cho cùng một thiết bị. Vì vậy, đừng nhầm lẫn với nó.

Có một chút khác biệt ở đó nhưng ở cấp độ người mới bắt đầu hoặc người có sở thích, điều đó không quan trọng lắm.

Bộ tạo tín hiệu là một thiết bị tạo tín hiệu điện tử trong khi Bộ tạo hàm số có một danh sách các dạng sóng hoặc mẫu định sẵn mà nó có thể phát.

Vì vậy, bạn có thể nói rằng với bộ tạo tín hiệu, bạn có thể tạo bất kỳ tín hiệu nào trong khi với Bộ tạo hàm số, bạn có các tùy chọn hạn chế để làm việc, nhưng chúng đủ cho một phạm vi dự án lớn.

Được rồi với hai công cụ này trong phòng thí nghiệm, giờ đây chúng ta có thể đo độ tự cảm.

Thực hiện theo các bước sau:

Kết nối máy hiện sóng, Bộ tạo hàm số và cuộn cảm của bạn theo dạng mạch sau.

Đặt Bộ tạo hàm số ở sóng hình sin (3Vpp) với tần số ban đầu là 20kHz
Bây giờ, hãy tiếp tục giảm tần số xuống mức khi bạn đạt 1,5Vpp (chính xác bằng một nửa của 3Vpp).
1.5Vpp sẽ xuất hiện trên màn hình máy hiện sóng.
Tại thời điểm này, hãy ghi lại tần số trên Bộ tạo hàm số.
Đặt các giá trị vào phương trình sau và bạn có giá trị điện cảm.

Bạn có thể cảm thấy phương pháp này tẻ nhạt hơn so với LCR hoặc trình kiểm tra thành phần đơn giản ở trên.

Một điều khác cần nhớ. Đôi khi không biết điện trở đầu ra của Bộ tạo hàm số. Trong những trường hợp như vậy, trước tiên bạn cần tính giá trị điện trở đầu ra đó trước khi nghĩ đến việc tính giá trị điện cảm.

Trong trường hợp được đề cập:

Đo điện áp không tải của bộ tạo hàm bằng máy hiện sóng. Sau đó, đo cái đã tải bằng một điện trở được kết nối với Bộ tạo hàm số của bạn. Sau đó, chỉ cần sử dụng công thức chia điện áp để lấy giá trị điện trở đầu ra.

Tại sao chúng ta không thể sử dụng đồng hồ vạn năng?

Đồng hồ vạn năng là một công cụ mà chúng ta sử dụng cho rất nhiều phép đo trong phòng thí nghiệm của mình. Như bạn đã thấy ở trên, mình không sử dụng đồng hồ vạn năng theo bất kỳ phương pháp nào.

Vậy tại sao không?

Câu trả lời đơn giản là đồng hồ vạn năng không được thiết kế cho các phép đo như vậy.

Có, chúng ta có thể sử dụng nó để đo điện cảm bằng kỹ thuật điện trở và điện kháng. Nhưng mình nghĩ, điều đó không hiệu quả. mình không muốn sử dụng các công thức và những thứ khác để có được các phép đo cuộn cảm đơn lẻ.

Phương pháp sử dụng máy hiện sóng và đồng hồ vạn năng có vẻ tốt trên giấy, nhưng mình không tin rằng chúng hiệu quả hơn khi so sánh với LCR.

Hãy tưởng tượng bạn làm việc với 10 20 cuộn cảm cùng một lúc. Khi đó máy hiện sóng và đồng hồ vạn năng sẽ là cơn ác mộng đối với bạn. Giống như lần đầu tiên tìm tần số, sau đó sử dụng máy tính khoa học để thực sự tính toán độ tự cảm.

Chúng ta đừng quên các phương pháp này cũng dễ mắc lỗi của con người đến mức nào.

Phần kết luận

Cuộn cảm là một phần tử mạch thụ động hai đầu cuối mà chúng ta sử dụng để khử nhiễu và điều chỉnh tần số. Đôi khi chúng ta cũng sử dụng nó như một thành phần lưu trữ năng lượng có khả năng cung cấp dòng điện tức thời cho mạch của chúng ta.

Về cơ bản, nó là một dây quấn quanh một số vật liệu.

Bây giờ dây này có thể được quấn theo hình trụ hoặc hình tròn.

chúng ta đo cuộn cảm về độ tự cảm. Và đơn vị SI của độ tự cảm trong Henry (H). Độ tự cảm cho chúng ta biết về khả năng lưu trữ năng lượng và lọc nhiễu của cuộn cảm đã cho bất kể cuộn cảm đó là cố định hay thay đổi.

Để đo điện cảm ta dùng máy đo LCR. Và để kiểm tra, nếu chỉ báo tốt hay xấu, chúng ta sử dụng máy kiểm tra thành phần.

Bên cạnh các phương pháp đo này, bạn có thể sử dụng máy hiện sóng. Nhưng mình không nghĩ sử dụng máy hiện sóng là một phương pháp dễ dàng cho người mới bắt đầu.

Là một phương pháp máy hiện sóng yêu cầu một số xây dựng mạch và tính toán toán học cường độ cao. Bạn nên làm điều đó khi không có máy đo LCR.

Cảm ơn bạn đã đọc tại Bảo Khang Electric