Dòng điện cảm ứng là gì? Các cách tạo ra dòng điện cảm ứng

Cách tạo ra dòng điện cảm ứng về bản chất là làm cho từ thông xuyên qua một mạch dẫn biến thiên theo thời gian. Nếu mạch là một cuộn dây kín, sự biến thiên từ thông sẽ tạo ra suất điện động cảm ứng và làm xuất hiện dòng điện cảm ứng. Đây chính là hiện tượng cảm ứng điện từ, nền tảng hoạt động của máy phát điện, máy biến áp, bếp từ, cảm biến điện từ, ampe kìm và nhiều thiết bị điện được sử dụng trong dân dụng lẫn công nghiệp.

Cách dễ hình dung nhất là đặt một thanh nam châm gần cuộn dây dẫn kín. Khi nam châm đứng yên so với cuộn dây, từ thông qua cuộn dây không thay đổi nên không xuất hiện dòng điện cảm ứng liên tục. Khi đưa nam châm tiến vào hoặc kéo ra khỏi cuộn dây, từ trường xuyên qua tiết diện cuộn dây thay đổi, từ đó xuất hiện suất điện động cảm ứng. Nếu cuộn dây tạo thành mạch kín, dòng điện sẽ chạy trong mạch.

Thiết bị điện T&T sẽ phân tích chi tiết điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng, ba cách tạo dòng điện cảm ứng thường gặp, định luật Faraday, định luật Lenz, các yếu tố ảnh hưởng đến độ lớn dòng điện và những ứng dụng thực tế. Qua đó, người đọc có thể phân biệt rõ giữa việc tạo ra suất điện động cảm ứng, tạo dòng điện trong mạch kín và quá trình tạo dòng điện xoay chiều trong máy phát điện.

Cách tạo ra dòng điện cảm ứng nhanh nhất

Muốn tạo ra dòng điện cảm ứng, cần làm thay đổi từ thông qua một mạch dẫn kín. Có nhiều cách để thực hiện yêu cầu này nhưng ba phương pháp phổ biến nhất là di chuyển nam châm so với cuộn dây, quay nam châm hoặc cuộn dây để từ thông biến thiên tuần hoàn và sử dụng một từ trường biến thiên được tạo bởi cuộn dây khác hoặc nam châm điện.

Điểm chung của cả ba phương pháp không nằm ở việc nam châm có nhất thiết phải chuyển động hay không. Yếu tố quyết định là từ thông qua cuộn dây phải thay đổi. Vì vậy, có thể giữ nam châm đứng yên rồi di chuyển cuộn dây; giữ cả hai đứng yên nhưng làm thay đổi cường độ từ trường; hoặc quay cuộn dây trong một từ trường không đổi để góc giữa từ trường và mặt phẳng cuộn dây thay đổi theo thời gian.

Phương pháp	Cách thực hiện	Nguyên nhân tạo cảm ứng
Di chuyển nam châm và cuộn dây tương đối với nhau	Đưa nam châm vào hoặc ra khỏi cuộn dây; hoặc di chuyển cuộn dây so với nam châm	Từ trường xuyên qua tiết diện cuộn dây thay đổi
Quay nam châm hoặc cuộn dây	Cho cuộn dây quay trong từ trường hoặc làm từ trường quay so với cuộn dây	Góc giữa vectơ cảm ứng từ và pháp tuyến mặt vòng dây thay đổi liên tục
Tạo từ trường biến thiên bằng dòng điện	Thay đổi dòng qua cuộn sơ cấp, đóng/ngắt mạch hoặc sử dụng dòng điện xoay chiều	Từ trường biến thiên làm từ thông qua cuộn dây thứ cấp thay đổi

1. Di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây

Đây là thí nghiệm đơn giản nhất để quan sát hiện tượng cảm ứng điện từ. Chuẩn bị một cuộn dây dẫn, nối hai đầu cuộn dây với điện kế hoặc thiết bị đo phù hợp, sau đó đưa một thanh nam châm vĩnh cửu tiến vào lòng cuộn dây. Trong quá trình nam châm chuyển động, kim điện kế lệch khỏi vị trí cân bằng, cho thấy trong mạch xuất hiện dòng điện. Khi kéo nam châm ra, kim lệch theo chiều ngược lại, phản ánh sự đảo chiều của suất điện động cảm ứng.

Nếu giữ thanh nam châm đứng yên trong lòng cuộn dây, dù từ trường tại cuộn dây có thể mạnh, kim điện kế sẽ trở về vị trí ban đầu khi từ thông không còn biến thiên. Điều này cho thấy từ trường mạnh không phải điều kiện duy nhất tạo ra dòng điện cảm ứng. Điều quan trọng là từ thông phải thay đổi theo thời gian.

Hiện tượng cũng xảy ra nếu giữ nam châm đứng yên và di chuyển cuộn dây. Vì vậy, không phải bản thân chuyển động của nam châm sinh ra điện. Nguyên nhân trực tiếp là sự thay đổi tương đối giữa nguồn từ trường và mạch dẫn làm cho lượng từ thông xuyên qua cuộn dây thay đổi.

2. Quay cuộn dây trong từ trường

Một phương pháp quan trọng khác để tạo ra dòng điện cảm ứng là đặt một khung dây hoặc cuộn dây trong từ trường rồi cho khung dây quay. Khi khung quay, góc giữa vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến của diện tích vòng dây thay đổi liên tục. Do đó, từ thông qua khung dây cũng thay đổi theo thời gian và sinh ra suất điện động cảm ứng.

Nếu cuộn dây quay đều trong một từ trường đều, từ thông có thể biến thiên tuần hoàn. Khi mạch được thiết kế thích hợp, suất điện động sinh ra cũng biến thiên tuần hoàn và có thể tạo thành dòng điện xoay chiều. Đây là nguyên lý cơ bản của nhiều loại máy phát điện. Người đọc muốn đi sâu hơn về dạng dòng điện này có thể tham khảo bài các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều tại Thiết bị điện T&T.

Trong thực tế, không nhất thiết cuộn dây phải quay còn nam châm đứng yên. Máy điện có thể được thiết kế theo nhiều cấu hình khác nhau, miễn sao tạo được chuyển động tương đối làm từ thông qua các cuộn dây biến thiên. Đó là lý do máy phát điện có thể sử dụng rotor tạo từ trường quay kết hợp với các cuộn dây bố trí trên stator.

3. Sử dụng nam châm điện hoặc cuộn dây tạo từ trường biến thiên

Cách tạo ra dòng điện cảm ứng không nhất thiết phải sử dụng chuyển động cơ học. Có thể đặt hai cuộn dây gần nhau hoặc quấn trên cùng một lõi từ. Khi dòng điện trong cuộn thứ nhất thay đổi, từ trường do cuộn này tạo ra cũng thay đổi. Từ thông xuyên qua cuộn thứ hai biến thiên và làm xuất hiện suất điện động cảm ứng tại cuộn thứ hai.

Nếu cuộn thứ nhất được cấp dòng một chiều rồi đóng hoặc ngắt mạch, dòng điện thay đổi mạnh trong thời gian chuyển trạng thái nên cuộn thứ hai xuất hiện xung điện cảm ứng trong khoảng thời gian ngắn. Nếu cuộn thứ nhất được cấp dòng xoay chiều, từ trường biến thiên liên tục, vì vậy cuộn thứ hai có thể liên tục xuất hiện suất điện động cảm ứng.

Đây là cơ sở của hiện tượng cảm ứng điện từ giữa hai cuộn dây và là nguyên lý quan trọng của máy biến áp. Không có tiếp xúc điện trực tiếp giữa hai cuộn dây trong máy biến áp thông thường, nhưng năng lượng vẫn được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp thông qua từ trường biến thiên trong lõi từ.

Dòng điện cảm ứng là gì?

Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất hiện trong một mạch dẫn kín khi từ thông qua mạch đó thay đổi theo thời gian. Nếu mạch không kín, hiện tượng cảm ứng vẫn có thể tạo ra suất điện động cảm ứng giữa hai đầu dây nhưng không có dòng điện chạy liên tục qua toàn mạch. Vì vậy, cần phân biệt rõ hai khái niệm này khi phân tích hiện tượng điện từ.

Hiện tượng cảm ứng điện từ gắn liền với các thí nghiệm của Michael Faraday vào thế kỷ XIX và trở thành một trong những nền tảng quan trọng của kỹ thuật điện hiện đại. Thay vì phải tạo điện bằng các phản ứng hóa học như trong pin, cảm ứng điện từ cho phép biến đổi năng lượng cơ học hoặc năng lượng điện ở một mạch thành năng lượng điện ở mạch khác thông qua trường điện từ.

Trong đời sống, nguyên lý này xuất hiện ở rất nhiều thiết bị. Máy phát điện biến cơ năng thành điện năng; máy biến áp truyền năng lượng giữa các cuộn dây; bếp từ tạo dòng điện xoáy trong vật dẫn; ampe kìm có thể đo dòng xoay chiều thông qua từ trường quanh dây dẫn. Nhờ đó, kiến thức về cách tạo ra dòng điện cảm ứng không chỉ phục vụ học tập vật lý mà còn liên quan trực tiếp đến thiết kế, vận hành và kiểm tra thiết bị điện.

Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng

Điều kiện cốt lõi để xuất hiện suất điện động cảm ứng là từ thông qua mạch phải biến thiên theo thời gian. Nếu mạch kín, suất điện động đó có thể tạo thành dòng điện cảm ứng. Đây là nguyên tắc quan trọng nhất cần ghi nhớ, bởi nhiều cách thực hiện tưởng như khác nhau thực chất đều quy về việc làm thay đổi từ thông.

Từ thông phụ thuộc vào độ lớn cảm ứng từ, diện tích vòng dây và góc định hướng giữa từ trường với mặt vòng dây. Vì vậy, có thể làm từ thông thay đổi bằng cách thay đổi độ mạnh từ trường, thay đổi diện tích hiệu dụng của khung dây trong từ trường, thay đổi góc định hướng hoặc dịch chuyển cuộn dây vào vùng có từ trường khác nhau.

Chẳng hạn, một cuộn dây đứng yên bên cạnh một nam châm đứng yên sẽ không tạo ra dòng cảm ứng liên tục vì từ thông không đổi. Nhưng nếu nam châm chuyển động, cuộn dây chuyển động, cuộn dây quay hoặc cường độ từ trường thay đổi, từ thông sẽ biến thiên và hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện.

Từ thông là gì?

Từ thông là đại lượng thể hiện mức độ từ trường xuyên qua một diện tích xác định. Với một vòng dây phẳng đặt trong từ trường đều, từ thông có thể biểu diễn bằng công thức:

Φ = B.S.cosα

Trong đó, Φ là từ thông, B là độ lớn cảm ứng từ, S là diện tích bề mặt của vòng dây và α là góc giữa vectơ cảm ứng từ B với vectơ pháp tuyến của mặt vòng dây. Đơn vị của từ thông trong hệ SI là weber, ký hiệu Wb.

Từ biểu thức này có thể thấy ba cách cơ bản để thay đổi từ thông: thay đổi B, thay đổi S hoặc thay đổi α. Trong máy phát điện, người ta thường làm thay đổi α thông qua chuyển động quay. Trong máy biến áp, diện tích và vị trí cuộn dây gần như cố định nhưng B thay đổi liên tục do dòng xoay chiều trong cuộn sơ cấp.

Định luật Faraday giải thích cách tạo ra dòng điện cảm ứng

Định luật Faraday mô tả mối quan hệ giữa tốc độ biến thiên từ thông và suất điện động cảm ứng. Với một cuộn dây gồm N vòng, độ lớn suất điện động cảm ứng phụ thuộc vào tốc độ thay đổi từ thông qua các vòng dây. Có thể biểu diễn khái quát:

e = -N × dΦ/dt

Trong đó, e là suất điện động cảm ứng, N là số vòng dây, Φ là từ thông qua mỗi vòng và dΦ/dt thể hiện tốc độ thay đổi của từ thông theo thời gian. Dấu âm liên quan đến chiều của suất điện động cảm ứng được xác định theo định luật Lenz.

Từ công thức có thể rút ra một kết luận quan trọng: nếu cùng một mức thay đổi từ thông nhưng quá trình diễn ra nhanh hơn, độ lớn suất điện động cảm ứng tăng. Đây là lý do khi đưa nam châm vào cuộn dây nhanh hơn, thiết bị đo thường ghi nhận tín hiệu lớn hơn so với khi di chuyển chậm.

Số vòng dây có ảnh hưởng như thế nào?

Khi nhiều vòng dây cùng liên kết với một từ thông biến thiên, suất điện động cảm ứng tổng có thể tăng theo số vòng trong điều kiện mô hình lý tưởng. Vì vậy, cuộn dây có nhiều vòng thường cho điện áp cảm ứng lớn hơn so với một vòng dây đơn khi các yếu tố khác tương đương.

Tuy nhiên, không nên hiểu đơn giản rằng càng nhiều vòng dây thì dòng điện cảm ứng luôn tăng tương ứng. Khi tăng số vòng, chiều dài dây dẫn cũng thường tăng, làm tăng điện trở của cuộn dây. Dòng điện thực tế còn phụ thuộc điện trở tổng của mạch và tải nối với nguồn cảm ứng.

Do đó, khi thiết kế cuộn dây thực tế, kỹ sư phải cân bằng nhiều yếu tố như số vòng, tiết diện dây, điện trở, nhiệt độ làm việc, kích thước lõi từ, tần số và điện áp mong muốn. Đây là điểm khác biệt giữa một thí nghiệm minh họa cảm ứng điện từ và một máy điện được thiết kế để hoạt động liên tục.

Định luật Lenz xác định chiều dòng điện cảm ứng

Định luật Lenz cho biết chiều của dòng điện cảm ứng có xu hướng tạo ra từ trường chống lại sự biến thiên từ thông đã sinh ra nó. Cụm từ “chống lại” ở đây không có nghĩa dòng cảm ứng luôn ngược chiều từ trường ban đầu, mà nó chống lại sự thay đổi của từ thông.

Ví dụ, khi cực Bắc của một nam châm tiến lại gần cuộn dây, từ thông qua cuộn dây tăng. Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây sẽ tạo ra một từ trường có xu hướng cản sự tăng đó. Khi kéo nam châm ra xa, từ thông giảm và chiều dòng cảm ứng đổi lại để tạo từ trường có xu hướng duy trì từ thông.

Định luật Lenz cũng phản ánh nguyên tắc bảo toàn năng lượng. Nếu dòng cảm ứng luôn hỗ trợ chuyển động đang làm tăng từ thông, hệ thống có thể tự tăng năng lượng mà không cần cung cấp công cơ học. Trong thực tế, khi máy phát điện mang tải, người dẫn động phải cung cấp mô-men để thắng lại tác dụng điện từ do tải gây ra.

Có mấy cách làm biến thiên từ thông?

Để hiểu sâu cách tạo ra dòng điện cảm ứng, có thể phân loại theo yếu tố trực tiếp làm thay đổi từ thông. Về mặt vật lý, có ba nhóm chính: thay đổi độ lớn từ trường B, thay đổi diện tích hiệu dụng S hoặc thay đổi góc α giữa từ trường và pháp tuyến mặt vòng dây.

Thay đổi độ lớn của từ trường

Giữ nguyên cuộn dây nhưng đặt nó trong một từ trường có độ lớn thay đổi là phương án điển hình trong máy biến áp. Dòng điện xoay chiều qua cuộn sơ cấp làm từ trường trong lõi biến đổi liên tục, từ đó tạo suất điện động cảm ứng ở cuộn thứ cấp.

Tương tự, có thể đóng hoặc ngắt dòng một chiều qua một cuộn dây tạo từ trường. Tại thời điểm đóng và ngắt, dòng điện thay đổi nên từ trường thay đổi, dẫn tới cảm ứng điện từ ở cuộn dây đặt gần đó.

Thay đổi góc của cuộn dây trong từ trường

Cho khung dây quay trong từ trường làm cosα thay đổi theo thời gian, kéo theo từ thông biến thiên. Nếu chuyển động quay đều, sự biến đổi này có tính tuần hoàn và có thể tạo ra suất điện động xoay chiều.

Nguyên lý này có vai trò đặc biệt quan trọng trong cách tạo ra dòng điện xoay chiều. Tùy kết cấu máy điện, phần tạo từ trường hoặc phần chứa cuộn dây có thể quay, nhưng mục tiêu cuối cùng vẫn là tạo từ thông biến thiên qua cuộn dây phát điện.

Thay đổi vùng diện tích nằm trong từ trường

Nếu một khung dây được đưa vào hoặc kéo ra khỏi vùng có từ trường, phần diện tích của khung nằm trong vùng từ trường thay đổi. Khi đó, từ thông qua khung cũng thay đổi và sinh ra suất điện động cảm ứng.

Đây là một cách minh họa rõ ràng rằng chuyển động chỉ có ý nghĩa khi nó dẫn tới biến thiên từ thông. Nếu cả khung dây chuyển động đều trong một vùng từ trường đồng đều nhưng vị trí tương đối, diện tích và hướng của khung so với từ trường không đổi, từ thông có thể không thay đổi và không tạo suất điện động cảm ứng theo cơ chế này.

Phân biệt suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng

Hai khái niệm này thường được sử dụng thay thế cho nhau trong cách nói thông thường nhưng về kỹ thuật chúng không hoàn toàn giống nhau. Suất điện động cảm ứng xuất hiện khi từ thông qua mạch biến thiên. Nếu mạch đang hở, giữa các đầu dây vẫn có thể xuất hiện điện áp cảm ứng nhưng chưa có dòng chạy liên tục.

Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện khi tồn tại một đường dẫn kín cho điện tích chuyển động. Độ lớn dòng điện sau đó phụ thuộc điện áp cảm ứng và tổng trở của mạch. Đây là lý do trong thí nghiệm cần nối cuộn dây với điện kế thành mạch kín nếu muốn trực tiếp quan sát dòng điện.

Sự phân biệt này rất quan trọng trong thực tế. Một cuộn dây hoặc dây dẫn đặt gần nguồn từ trường biến thiên có thể xuất hiện điện áp cảm ứng ngay cả khi không nối tải. Khi đóng mạch, điện áp đó mới tạo dòng điện có giá trị phụ thuộc tải và đặc tính của nguồn cảm ứng.

Ứng dụng của dòng điện cảm ứng trong thực tế

Cảm ứng điện từ là một trong những nguyên lý quan trọng nhất của ngành điện. Từ hệ thống phát điện quy mô lớn đến các thiết bị đo nhỏ gọn, việc chuyển đổi giữa từ trường biến thiên và tín hiệu điện xuất hiện trong nhiều ứng dụng.

Máy phát điện

Máy phát điện là ứng dụng trực tiếp của cách tạo ra dòng điện cảm ứng. Năng lượng cơ học từ tua-bin nước, tua-bin hơi, động cơ đốt trong, gió hoặc các nguồn dẫn động khác được sử dụng để tạo chuyển động tương đối giữa từ trường và cuộn dây. Từ thông biến thiên làm xuất hiện suất điện động tại các cuộn dây phát.

Trong máy phát điện xoay chiều, cấu tạo được thiết kế để tạo ra điện áp biến thiên tuần hoàn. Khi phân tích hệ thống ba pha, ngoài nguyên lý cảm ứng còn phải xem xét sự bố trí các cuộn dây lệch nhau về không gian. Người đọc có thể xem thêm nội dung điện 3 pha là gì và công thức tính dòng điện 3 pha để hiểu rõ hơn về hệ thống điện công nghiệp.

Máy biến áp

Máy biến áp sử dụng cảm ứng điện từ giữa các cuộn dây. Khi cuộn sơ cấp được cấp điện xoay chiều, dòng điện thay đổi theo thời gian và tạo từ thông biến thiên trong lõi. Từ thông liên kết với cuộn thứ cấp làm xuất hiện suất điện động cảm ứng tại đầu ra.

Tỷ số điện áp giữa hai phía liên quan mật thiết đến tỷ số số vòng dây trong điều kiện lý tưởng. Nhờ nguyên lý này, hệ thống điện có thể nâng điện áp cho truyền tải và hạ điện áp khi phân phối tới phụ tải. Đây cũng là một ví dụ rõ ràng cho thấy hoàn toàn có thể tạo ra điện áp cảm ứng mà không cần chuyển động cơ học giữa hai cuộn dây.

Ampe kìm và thiết bị đo dòng điện

Một số loại ampe kìm đo dòng xoay chiều khai thác từ trường sinh ra quanh dây dẫn. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua dây, từ trường quanh dây cũng thay đổi. Bộ phận cảm nhận của thiết bị chuyển sự biến thiên này thành tín hiệu để xác định dòng điện.

Trong thực tế kiểm tra hệ thống, ampe kìm giúp kỹ thuật viên đo dòng mà không cần mắc nối tiếp thiết bị vào mạch theo cách của ampe kế truyền thống. Thiết bị điện T&T cũng có nhiều nội dung hướng dẫn liên quan đến đo điện, trong đó bài cách kiểm tra công tơ điện phân tích việc sử dụng ampe kìm và đồng hồ vạn năng trong kiểm tra hệ thống.

Cầu dao chống dòng rò

Nguyên lý điện từ cũng xuất hiện trong một số thiết bị phát hiện dòng rò. Dây pha và dây trung tính được đưa qua lõi từ để so sánh dòng đi và dòng về. Khi hệ thống bình thường, tác động từ của hai dòng gần như cân bằng. Khi một phần dòng điện đi theo đường khác, trạng thái cân bằng bị phá vỡ và mạch bảo vệ có thể phát hiện sự sai lệch.

Khách hàng đang tìm hiểu thiết bị bảo vệ có thể tham khảo bài cầu dao chống giật là gì và nội dung dòng rò là gì của Thiết bị điện T&T để phân biệt rõ hơn chức năng bảo vệ rò điện với bảo vệ quá tải, ngắn mạch.

Bếp từ và gia nhiệt cảm ứng

Bếp từ sử dụng cuộn dây được cấp dòng điện biến thiên để tạo từ trường biến thiên. Khi đặt dụng cụ nấu có vật liệu phù hợp trong vùng từ trường, dòng điện xoáy được cảm ứng trong đáy dụng cụ và sinh nhiệt do tổn hao điện.

Trong công nghiệp, nguyên lý tương tự được sử dụng ở các hệ thống gia nhiệt cảm ứng để nung, tôi bề mặt, nấu chảy hoặc xử lý kim loại. Tần số, công suất, vật liệu và hình dạng cuộn cảm phải được tính toán phù hợp với từng ứng dụng.

Động cơ cảm ứng

Trong động cơ cảm ứng, từ trường quay của stator tạo ra sự biến thiên từ thông tương đối đối với rotor. Từ đó xuất hiện suất điện động và dòng điện cảm ứng trong rotor. Tương tác giữa từ trường stator và dòng rotor tạo ra mô-men quay.

Nguyên lý này có vai trò lớn trong động cơ không đồng bộ được sử dụng trong bơm, quạt, máy nén, băng tải và nhiều hệ thống công nghiệp. Đây là một ví dụ cho thấy cảm ứng điện từ không chỉ dùng để phát điện mà còn có thể tham gia vào quá trình biến đổi điện năng thành cơ năng.

Thiết bị điện T&T cung cấp vật tư gì cho hệ thống điện ứng dụng cảm ứng điện từ?

Hiện tượng cảm ứng điện từ được sử dụng bên trong máy biến áp, động cơ, thiết bị bảo vệ, máy phát và nhiều thiết bị công nghiệp. Khi đưa những thiết bị này vào một hệ thống điện hoàn chỉnh, ngoài bản thân máy điện còn cần dây dẫn, thiết bị đóng cắt, thiết bị bảo vệ và vật tư lắp đặt có thông số phù hợp.

Thiết bị điện T&T hiện có danh mục dây điện Cadivi dân dụng với nhiều tiết diện phục vụ các hệ thống điện khác nhau. Khi lựa chọn dây cấp nguồn cho máy điện hoặc thiết bị sử dụng cảm ứng điện từ, tiết diện dây cần được tính dựa trên dòng tải, chiều dài đường dây, điều kiện lắp đặt và thiết bị bảo vệ chứ không nên lựa chọn theo cảm tính.

Với các hệ thống cần bảo vệ rò điện, người dùng cũng cần phân biệt rõ chức năng giữa MCB, RCCB và RCBO. Thiết bị bảo vệ phải được lựa chọn theo sơ đồ điện, dòng định mức, khả năng cắt và yêu cầu bảo vệ của mạch. Hiện tượng cảm ứng điện từ bên trong một số thiết bị bảo vệ chỉ là một phần nguyên lý phát hiện sự cố; nó không thay thế yêu cầu thiết kế hệ thống điện đúng kỹ thuật.

Dây và cáp điện Cadivi

Trong hệ thống máy điện, dây dẫn có nhiệm vụ truyền điện năng từ nguồn tới tải hoặc từ thiết bị phát tới hệ thống phân phối. Thiết bị điện T&T đang cung cấp nhiều dòng dây và cáp Cadivi dành cho dân dụng và công nghiệp. Tùy ứng dụng, người dùng cần lựa chọn số lõi, tiết diện, cấp điện áp và loại cách điện phù hợp.

Ví dụ, dây điện Cadivi VCmt 2×1.5 mm² là một sản phẩm dây đôi mềm tròn trong danh mục Thiết bị điện T&T. Tuy nhiên, không nên mặc định một loại dây cụ thể phù hợp cho mọi hệ thống. Máy phát, máy biến áp, động cơ và mạch điều khiển có yêu cầu dòng điện, điện áp và điều kiện lắp đặt khác nhau.

Thiết bị bảo vệ và đóng cắt

Một hệ thống sử dụng động cơ, máy biến áp hoặc máy phát cần được bố trí thiết bị đóng cắt và bảo vệ dựa trên đặc tính tải. Thiết bị điện T&T có nhiều nội dung chuyên môn liên quan đến thiết bị đóng cắt, aptomat và bảo vệ dòng rò để người dùng hiểu đúng trước khi lựa chọn.

Đối với tải có dòng khởi động hoặc đặc tính cảm ứng, thông số thiết bị bảo vệ phải được xem xét cùng đặc tính vận hành của tải. Việc chỉ lấy dòng làm việc bình thường rồi lựa chọn thiết bị theo đúng con số đó có thể không phản ánh đầy đủ quá trình khởi động hoặc chế độ sự cố.

Kết luận

Cách tạo ra dòng điện cảm ứng được xác định bởi một nguyên tắc duy nhất: phải làm từ thông xuyên qua mạch biến thiên theo thời gian. Có thể thực hiện bằng cách di chuyển nam châm so với cuộn dây, quay cuộn dây trong từ trường hoặc tạo từ trường biến thiên bằng nam châm điện và một cuộn dây khác. Nếu mạch kín, suất điện động cảm ứng sẽ tạo dòng điện chạy trong mạch.

Định luật Faraday cho biết độ lớn suất điện động cảm ứng liên quan đến tốc độ biến thiên từ thông và số vòng dây; định luật Lenz giúp xác định chiều của dòng cảm ứng. Bởi vậy, tốc độ chuyển động, cường độ từ trường, số vòng dây, diện tích cuộn dây, góc đặt cuộn dây và tổng trở mạch đều có thể ảnh hưởng tới kết quả thực tế.

Hiện tượng này là nền tảng của máy phát điện, máy biến áp, động cơ cảm ứng, thiết bị đo dòng, bếp từ và nhiều hệ thống điện – tự động hóa khác. Khi ứng dụng vào thiết bị thực tế, Thiết bị điện T&T khuyến nghị không chỉ quan tâm tới nguyên lý cảm ứng mà còn phải tính đúng dây dẫn, thiết bị đóng cắt và bảo vệ phù hợp với điện áp, dòng tải và điều kiện vận hành của toàn hệ thống.

Xem thêm bài viết liên quan

• Cách tạo ra dòng điện xoay chiều: nguyên lý và công thức
• Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều
• Công thức tính cường độ dòng điện 3 pha
• Điện 3 pha là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
• Cách kiểm tra công tơ điện chính xác, an toàn
• Cầu dao chống giật là gì? Cấu tạo và nguyên lý
• Dòng rò là gì? Cách đo và kiểm tra dòng rò điện
• Tụ bù là gì? Nguyên lý, cấu tạo và ứng dụng