Nếu sử dụng song song cuộn cảm thì có vấn đề gì không?

Cuộn cảm song song

Các cuộn cảm được cho là mắc song song với nhau khi cả hai đầu cuối của chúng được nối tương ứng với mỗi đầu cuối của cuộn cảm hoặc cuộn cảm khác

Điện áp giảm trên tất cả các cuộn cảm mắc song song sẽ như nhau. Sau đó, các cuộn cảm ở dạng song song aCác điện áp chung chuyển qua chúng và trong ví dụ của chúng tôi dưới đây, điện áp trên cuộn cảm được cho là:

VL1=VL2=VL3=VAB… vv

Trong đoạn mạch sau đây các cuộn cảm L1, L2andL3 mắc song song với nhau giữa hai điểmA vàB.

Cuộn cảm trong mạch song song

Trong phần hướng dẫn về cuộn cảm của loạt bài trước, chúng ta đã thấy rằng tổng điện cảm, LT của mạch bằng tổng của tất cả các cuộn cảm riêng lẻ được cộng lại với nhau. Đối với cuộn cảm mắc song song, độ tự cảm của mạch tương đương được tính theo cách khác.

Tổng các dòng điện riêng lẻ chạy qua mỗi cuộn cảm có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng Định luật hiện tại của Kirchoff (KCL) trong đó, IT = I1+ I2+ I3 và chúng ta đã biết từ các hướng dẫn trước về điện cảm rằng emf tự cảm qua cuộn cảm được cho là: V = Ldi / dt

Sau đó, bằng cách lấy các giá trị của các dòng điện riêng lẻ chạy qua mỗi cuộn cảm trong mạch của chúng ta ở trên, và thay thế dòng điện nếu điện áp qua kết hợp song song được cho là:

Bằng cách thay thếdi / dtin phương trình trên vớiv / Lgives:

Ta có thể rút gọn nó để đưa ra biểu thức cuối cùng để tính tổng độ tự cảm của một đoạn mạch khi mắc song song các cuộn cảm và điều này được cho là:

Phương trình cuộn cảm song song

Ở đây, giống như các phép tính đối với các điện trở song song, giá trị nghịch đảo (1 / Ln) của các điện cảm riêng lẻ được cộng lại với nhau thay vì chính các điện cảm. Nhưng một lần nữa, giống như với các cuộn cảm mắc nối tiếp, phương trình trên chỉ đúng khi có cảm kháng lẫn nhau “KHÔNG” hoặc sự ghép từ giữa hai hoặc nhiều cuộn cảm, (chúng được cách ly về mặt từ tính với nhau). Ở những nơi có sự ghép nối giữa các cuộn dây, tổng điện cảm cũng bị ảnh hưởng bởi lượng ghép nối.

Phương pháp tính toán này có thể được sử dụng để tính bất kỳ số lượng điện cảm riêng lẻ nào được kết nối với nhau trong một mạng song song. Tuy nhiên, nếu chỉ có hai cuộn cảm riêng lẻ song song thì một công thức đơn giản hơn và nhanh hơn nhiều có thể được sử dụng để tìm tổng giá trị điện cảm, và đây là:

Một điểm quan trọng cần nhớ về cuộn cảm trong mạch song song, tổng độ tự cảm (LT) của bất kỳ hai hoặc nhiều cuộn cảm nào được nối song song với nhau sẽ luôn ÍT hơn giá trị của điện cảm nhỏ nhất trong chuỗi song song.

Cuộn cảm trong ví dụ song song No1

Ba cuộn cảm có kích thước lần lượt là 60mH, 120mH và 75mH mắc nối tiếp với nhau song song không có cảm kháng lẫn nhau giữa chúng. Tính tổng cảm của bộ ghép song song theo đơn vị milimét.

Các cuộn cảm được ghép song song với nhau

Khi các cuộn cảm được nối song song với nhau để từ trường của một liên kết với nhau, tác dụng của cảm kháng lẫn nhau làm tăng hoặc giảm tổng điện cảm tùy thuộc vào lượng ghép từ tồn tại giữa các cuộn dây. Ảnh hưởng của sự tự cảm lẫn nhau này phụ thuộc vào khoảng cách xa nhau của các cuộn dây và hướng của chúng với nhau.

Các cuộn cảm mắc song song lẫn nhau có thể được phân loại là "hỗ trợ" hoặc "đối nghịch". Tổng độ tự cảm với các cuộn dây được nối song song với nhau làm tăng tổng độ tự cảm tương đương và các cuộn dây đối kháng song song làm giảm tổng điện cảm tương đương so với cuộn dây không có độ tự cảm lẫn nhau.

Các cuộn dây song song được ghép nối lẫn nhau có thể được thể hiện như được kết nối trong cấu hình hỗ trợ hoặc đối lập bằng cách sử dụng các điểm phân cực hoặc dấu phân cực như hình dưới đây.

Cuộn cảm trợ giúp song song

Điện áp qua hai đầu cuộn cảm mắc song song ở trên phải bằng nhau vì chúng mắc song song nên trong hai dòng điện, i1andi2 phải thay đổi để điện áp trên chúng không đổi. Khi đó tổng độ tự cảm, LT của hai cuộn cảm mắc song song được cho là:

Trong đó: 2 Đại diện cho ảnh hưởng của coilL1onL2 và tương tự như vậy coilL2onL1.

Nếu hai cuộn cảm bằng nhau và ghép từ hoàn hảo chẳng hạn như trong mạch hình xuyến thì độ tự cảm tương đương của hai cuộn cảm mắc song song là LasLT=L1=L2=M. Tuy nhiên, nếu cảm kháng lẫn nhau giữa chúng bằng không thì độ tự cảm tương đương sẽ là L ÷ 2 giống như đối với hai cuộn cảm tự cảm mắc song song.

Nếu một trong hai cuộn dây được đảo ngược với nhau, khi đó chúng ta sẽ có hai cuộn cảm đối đầu song song và có độ tự cảm lẫn nhau, Mthat tồn tại giữa hai cuộn dây sẽ có tác dụng triệt tiêu trên mỗi cuộn dây thay vì tác dụng hỗ trợ như hình dưới đây.

Cuộn cảm đối lập song song

Khi đó tổng độ tự cảm, LT của hai cuộn cảm đối song song được cho là:

Lúc này, nếu hai độ tự cảm có giá trị bằng nhau và ghép từ hoàn hảo giữa chúng thì độ tự cảm tương đương và cảm ứng tự cảm trên các cuộn cảm sẽ bằng không do hai cuộn cảm triệt tiêu nhau.

Điều này là do khi là hai dòng điện, i1andi2 lần lượt chạy qua mỗi cuộn cảm, tổng từ thông tạo ra giữa chúng bằng 0 vì hai thông lượng tạo ra bởi mỗi cuộn cảm đều có độ lớn bằng nhau nhưng ngược hướng.

Khi đó hai cuộn dây có hiệu dụng ngắn mạch thành dòng điện chạy trong mạch nên độ tự cảm tương đương, LT có giá trị bằng (L ± M) ÷ 2.

Cuộn cảm trong ví dụ song song No2

Hai cuộn cảm có độ tự cảm lần lượt là 75mH và 55mH được mắc song song với nhau. Độ tự cảm lẫn nhau của chúng là 22,5mH. Tính tổng cảm của bộ ghép song song.

Cuộn cảm trong ví dụ song song số 3

Tính độ tự cảm tương đương của đoạn mạch cảm ứng sau.

Tính nhánh cuộn cảm đầu tiênLA, (Cuộn cảm L5in song song với cuộn cảmL6andL7)

Tính nhánh cuộn cảm thứ haiLB, (Cuộn cảmL3in song song với cuộn cảmL4andLA)

Tính độ tự cảm của đoạn mạch tương đươngLEQ, (Cuộn cảmL1in song song với cuộn cảmL2andLB)

Khi đó độ tự cảm tương đương của đoạn mạch trên là: 15mH.

Cuộn cảm trong Tóm tắt song song

Giống như với điện trở, các cuộn cảm mắc song song với nhau có cùng hiệu điện thế, qua chúng. Cũng mắc song song các cuộn cảm với nhau làm giảm độ tự cảm hiệu dụng của đoạn mạch có độ tự cảm tương đương của cuộn cảm “N” mắc song song là nghịch đảo của tổng các biến thiên của các cuộn cảm riêng.

Giống như với cuộn cảm mắc nối tiếp, các cuộn cảm mắc song song lẫn nhau được phân loại là "hỗ trợ" hoặc "đối nghịch" tổng điện cảm này tùy thuộc vào việc các cuộn dây được ghép tích lũy (theo cùng một hướng) hoặc ghép vi sai (theo hướng ngược lại).

Cho đến nay, chúng tôi đã xem xét cuộn cảm như một thành phần thụ động thuần túy hay lý tưởng. Trong hướng dẫn tiếp theo về Cuộn cảm, chúng ta sẽ xem xét các cuộn cảm không lý tưởng có cuộn dây điện trở trong thế giới thực tạo ra mạch tương đương của cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở và kiểm tra hằng số thời gian của một mạch như vậy.

Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi tạisales@xfullstar.com