Làm cách nào để biết khi nào tôi cần sử dụng cuộn cảm, điện trở hoặc tụ điện trong mạch?

Loại tụ điện nào không thể mất được vào mạch điện xoay chiều : Điện trở , cuộn cảm và tụ điện là ba phần tử cơ bản của mạch điện.

Điện trở:

Điện trở đối lập với dòng điện.

Sự đối lập này có thể được giải thích bằng nguyên lý bảo toàn năng lượng.

Năng lượng cung cấp cho một điện trở bị tiêu tán dưới dạng nhiệt và do đó năng lượng thực của điện trở là hiệu số của năng lượng cung cấp cho điện trở và năng lượng bị mất đi trong điện trở.

Do sự mất mát năng lượng này, điện áp bị giảm trên điện trở và do đó dòng điện bị hạn chế.

Nó có thể được hiểu một cách đơn giản với định luật Ohm,

 V = I * R 

Nếu V volt là điện áp rơi trên điện trở và R ohms là điện trở thì dòng điện qua nó là I ampe.

Do đó, điện trở được sử dụng trong mạch ở bất cứ nơi nào chúng ta muốn giảm điện áp hoặc hạn chế dòng điện.

Cuộn cảm:

Cuộn cảm chống lại dòng điện bằng cách lưu trữ năng lượng vào từ trường của nó.

Theo đặc tính cơ bản của nó, cuộn cảm không cho phép thay đổi đột ngột dòng điện qua nó.

Vì vậy, nó làm chậm dòng điện qua nó bất cứ khi nào điện áp được đặt trên nó.

Nó phản đối sự phát triển nhanh chóng hoặc phân rã của dòng điện qua nó.

Cuộn cảm hoạt động như ngắn mạch đối với DC ở trạng thái ổn định.

Khi đặt AC qua nó, cuộn cảm tích trữ năng lượng trong từ trường trong một nửa chu kỳ của AC và đưa nó trở lại nguồn trong nửa chu kỳ còn lại.

Điện áp giảm trên một cuộn cảm được cho bởi,

V=L∗(di/dt)

Sự phản đối của một cuộn cảm đối với dòng điện được gọi là điện kháng cảm ứng và nó được biểu thị về mặt toán học là,

Xc=2∗pi∗f∗LXc=2∗pi∗f∗L (ohms)

Có thể thấy rằng điện kháng được cung cấp tỷ lệ thuận với tần số đối với độ tự cảm không đổi.

Do đó, nó cung cấp sự phản đối cao ở tần số cao trong khi sự phản đối thấp ở tần số thấp.

Ở trạng thái ổn định, điện kháng cảm ứng sẽ bằng 0 đối với DC trong khi đối với nguồn AC 50 hz, nó sẽ là một số hữu hạn.

Đó là lý do tại sao tôi đã đề cập rằng cuộn cảm hoạt động như ngắn mạch đối với DC ở trạng thái ổn định.

Đối với DC, ban đầu cuộn cảm sẽ là một mạch hở, bởi vì khi nguồn đột ngột được BẬT, tốc độ thay đổi của dòng điện sẽ rất cao và do đó, cuộn cảm sẽ cố gắng chống lại nó.

Nó có thể được sử dụng ở bất cứ nơi nào không mong muốn sự thay đổi đột ngột của dòng điện.

Tụ điện:

Tụ điện đưa ra sự đối lập với dòng điện chạy qua nó bằng cách tích trữ năng lượng vào trường tĩnh điện của nó.

Theo đặc tính cơ bản của nó, tụ điện không cho phép thay đổi điện áp đột ngột trên nó.

Điện áp rơi trên một tụ điện được cho bởi,

Ban đầu, tụ điện sẽ  ngắn mạch đối với nguồn điện một chiều, vì nó không cho phép thay đổi đột ngột điện áp trên nó (giả sử điện áp ban đầu trên nó bằng 0).

Từ từ, điện áp trên tụ điện sẽ tăng lên và nó sẽ trở nên bằng với điện áp nguồn một chiều.

Khi điện áp cung cấp và điện áp trên tụ điện trở nên giống nhau, không có dòng điện nào sẽ chạy thêm. Do đó, nó sẽ hoạt động như một mạch mở cho DC, ở trạng thái ổn định.

Sự phản đối của tụ điện đối với dòng điện được gọi là điện kháng điện dung và được biểu thị về mặt toán học là,

Xc=1/(2∗pi∗f∗C)Xc=1/(2∗pi∗f∗C) (ohms)

Nó giảm khi tần số tăng lên .

Do đó, ở trạng thái ổn định, nó sẽ là vô hạn đối với DC, trong khi đối với nguồn AC 50 hz, nó sẽ là một số hữu hạn.

Do đó, tụ điện có thể được sử dụng ở bất cứ nơi nào không mong muốn có sự thay đổi điện áp đột ngột hoặc điện áp tại một số nút cần được duy trì.

Các ứng dụng chung:

Điện trở

Được sử dụng để hạn chế dòng điện và phân chia điện áp.

Cuộn cảm

Suy giảm tín hiệu tần số cao, hấp thụ công suất phản kháng dư thừa, v.v.

Tụ điện