Máy Tính Cuộn Cảm - Cảm Kháng, Năng Lượng, Cộng Hưởng

Máy tính cuộn cảm cho năng lượng, cảm kháng và cộng hưởng

Máy tính cuộn cảm là công cụ tất-cả-trong-một giúp phân tích cách cuộn cảm hoạt động trong mạch DC và AC. Tính năng lượng tích trữ trong cuộn dây, cảm kháng tại một tần số cho trước, tổng độ tự cảm của các linh kiện mắc nối tiếp hay song song, và tần số cộng hưởng của mạch LC.

Mỗi tab hiển thị kết quả tức thời kèm phần khai triển công thức đầy đủ, nên bạn thấy rõ từng giá trị được suy ra như thế nào. Công cụ phù hợp cho sinh viên điện tử đang học lý thuyết AC, người chơi tự chế bộ phân tần, mạch lọc và nguồn, cùng kỹ sư làm việc với mạch RF, SMPS và mạch dao động LC.

Riêng tư theo thiết kế: mọi phép tính chạy hoàn toàn trong trình duyệt của bạn bằng JavaScript. Không có dữ liệu nhập, kết quả hay cài đặt nào bị tải lên, lưu trữ hoặc theo dõi.

Cách dùng máy tính cuộn cảm

Cơ bản — năng lượng tích trữ

Ở tab Cơ bản, nhập độ tự cảm (L) và dòng điện (I), mỗi giá trị có đơn vị riêng. Máy tính lập tức hiển thị năng lượng tích trữ trong từ trường theo E = ½LI², kèm từng bước thế số.

Trở kháng — cảm kháng

Ở tab Trở kháng, nhập độ tự cảm và tần số để nhận cảm kháng X_L = 2πfL cùng biểu đồ đáp ứng tần số. Thêm điện áp để xem luôn dòng điện AC tạo ra.

Nối tiếp & Song song — tổng độ tự cảm

Ở tab Nối tiếp & Song song, chọn chế độ, nhập ít nhất 2 cuộn cảm, và dùng Thêm cuộn cảm để thêm nữa (tối đa 10). Tổng độ tự cảm cập nhật trực tiếp theo công thức ghép nối.

Cộng hưởng — tần số LC & Q

Ở tab Cộng hưởng, nhập độ tự cảm và điện dung để tìm tần số cộng hưởng f₀ = 1/(2π√LC). Thêm điện trở tùy chọn để tính luôn hệ số phẩm chất (Q) và băng thông.

Dùng bộ chọn Độ chính xác để đặt số chữ số thập phân từ 2 đến 6, chạm Ví dụ để nạp một tình huống thực tế cho tab hiện tại, và chạm Đặt lại để xóa mọi ô nhập.

Tính năng

Năng lượng tích trữ

Tính năng lượng giữ trong từ trường của cuộn cảm theo E = ½LI², hiển thị kèm tiền tố SI và thế số từng bước.

Cảm kháng

Tính X_L = 2πfL cho mọi độ tự cảm và tần số, với công thức trình bày đầy đủ từng dòng.

Biểu đồ đáp ứng tần số

Biểu đồ tương tác trực quan hóa cách cảm kháng thay đổi trên dải tần số, kèm điểm đánh dấu tại điểm làm việc hiện tại của bạn.

Dòng điện AC

Thêm điện áp ở tab Trở kháng để suy ra dòng điện AC qua cuộn cảm theo I = V / X_L.

Nối tiếp & Song song

Ghép 2 đến 10 cuộn cảm. Nối tiếp cộng trực tiếp các giá trị; song song dùng công thức nghịch đảo, mỗi cuộn cảm có đơn vị riêng.

Tần số cộng hưởng LC

Tìm f₀ = 1/(2π√LC) cho mạch LC, cùng cảm kháng tại cộng hưởng nơi X_L = X_C.

Hệ số phẩm chất & Băng thông

Thêm điện trở ở tab Cộng hưởng để mở khóa hệ số phẩm chất Q = (1/R)√(L/C) và băng thông tương ứng.

Hỗ trợ tiền tố SI

Đầu vào và kết quả dùng đúng tiền tố SI — nH đến H, µA đến A, Hz đến MHz, pF đến F, và mΩ đến MΩ — cho con số gọn gàng, dễ đọc.

Độ chính xác điều chỉnh được

Đặt độ chính xác thập phân từ 2 đến 6 chữ số để khớp với độ chính xác bạn cần cho mọi phép tính.

Ví dụ nhanh

Nạp các trường hợp thực tế như động cơ DC, cuộn chặn SMPS, phân tần âm thanh, cuộn chặn RF, và dò sóng radio AM/FM để điền dữ liệu tức thì.

Câu hỏi thường gặp

Trở kháng của cuộn cảm được tính như thế nào?

Với một cuộn cảm lý tưởng trong mạch AC, trở kháng bằng cảm kháng của nó, X_L = 2πfL, trong đó f là tần số tính bằng hertz và L là độ tự cảm tính bằng henry. Nhập L và f ở tab Trở kháng, máy tính trả về X_L tính bằng ohm. Cuộn cảm thuần có điện trở bằng không, nên chính cảm kháng này là thứ cản trở dòng điện AC.

Công thức tính cảm kháng là gì?

Cảm kháng là X_L = 2πfL. Đây là sức cản mà cuộn cảm tạo ra với dòng điện xoay chiều, tăng tuyến tính theo cả tần số lẫn độ tự cảm. Khác với điện trở, cảm kháng chỉ ảnh hưởng đến tín hiệu AC, đó là lý do cùng một cuộn dây chặn được dòng tần số cao lại cho dòng DC đi qua gần như tự do.

Cuộn cảm tích trữ bao nhiêu năng lượng?

Năng lượng tích trữ trong từ trường của cuộn cảm là E = ½LI², với L tính bằng henry và I tính bằng ampe cho năng lượng tính bằng joule. Ở tab Cơ bản, nhập độ tự cảm và dòng điện, kết quả hiện ngay với giá trị kèm tiền tố SI (nJ, µJ, mJ, J) và toàn bộ phép thế số trình bày từng dòng.

Cách tính cuộn cảm mắc nối tiếp và song song?

Khi mắc nối tiếp, độ tự cảm cộng trực tiếp: L_tổng = L₁ + L₂ + …, cho tổng lớn hơn. Khi mắc song song, các nghịch đảo cộng lại: 1/L_tổng = 1/L₁ + 1/L₂ + …, cho tổng nhỏ hơn. Điều này ngược với cách ghép tụ điện. Tab Nối tiếp & Song song xử lý từ 2 đến 10 cuộn cảm và tính lại ngay khi bạn gõ.

Tần số cộng hưởng của mạch LC là gì?

Tần số cộng hưởng là f₀ = 1/(2π√LC), tần số mà tại đó cảm kháng bằng dung kháng (X_L = X_C). Tại cộng hưởng, mạch LC nối tiếp đạt trở kháng nhỏ nhất còn mạch LC song song đạt trở kháng lớn nhất, trong khi năng lượng dao động qua lại giữa từ trường của cuộn dây và điện trường của tụ điện.

Hệ số phẩm chất (Q) thể hiện điều gì?

Hệ số phẩm chất Q đo độ nhọn của đỉnh cộng hưởng — Q càng cao nghĩa là băng thông càng hẹp và lọc càng chọn lọc. Với một mạch LC có điện trở nối tiếp R, Q = (1/R)√(L/C), và băng thông suy ra là f₀/Q. Nhập điện trở tùy chọn ở tab Cộng hưởng để thấy cả hai giá trị.

Trở kháng cuộn cảm thay đổi theo tần số ra sao?

Vì X_L = 2πfL, cảm kháng của cuộn cảm tỉ lệ thuận với tần số: tần số gấp đôi thì cảm kháng cũng gấp đôi. Biểu đồ đáp ứng tần số ở tab Trở kháng vẽ mối quan hệ này và đánh dấu điểm làm việc hiện tại của bạn để bạn thấy xu hướng chỉ trong một cái nhìn.

Dữ liệu của tôi có bị lưu hay gửi lên máy chủ không?

Không. Mọi phép tính được thực hiện ngay trong trình duyệt của bạn bằng JavaScript. Không có gì bạn nhập vào bị tải lên, lưu trữ hay theo dõi.