Cảm kháng là gì?
Cảm kháng (XL) là đại lượng thể hiện mức độ cản trở của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều (AC). Khác với điện trở thuần, cảm kháng phụ thuộc vào tần số: tần số tín hiệu càng cao thì cuộn cảm càng "cản trở" mạnh sự biến thiên của dòng điện. Cảm kháng cũng được đo bằng ohm (Ω) giống như điện trở, nhưng nó sinh ra từ xu hướng chống lại sự thay đổi của dòng điện trong cuộn cảm, chứ không phải do tiêu hao năng lượng.
Cách sử dụng máy tính
Bạn chỉ cần nhập tần số dòng xoay chiều theo hertz (Hz) và độ tự cảm theo henry (H). Máy tính sẽ cho ra giá trị cảm kháng tính bằng ohm. Ví dụ, với cuộn cảm 100 mH thì nhập 0,1 H; với cuộn 47 µH thì nhập 0,000047 H. Ở lưới điện dân dụng, tần số phổ biến là 50 Hz hoặc 60 Hz (tại Việt Nam là 50 Hz), trong khi các mạch cao tần (RF) có thể lên tới hàng nghìn hoặc hàng triệu hertz.
Giải thích công thức
Cảm kháng được xác định theo công thức $$X_L = 2\pi f L$$ trong đó f là tần số tính bằng hertz và L là độ tự cảm tính bằng henry. Thành phần \(2\pi f\) dùng để chuyển tần số thông thường sang tần số góc (\(\omega\), đơn vị radian/giây), nên công thức cũng có thể viết tương đương là \(X_L = \omega L\). Vì cảm kháng tỉ lệ thuận với cả tần số và độ tự cảm, nên khi tăng gấp đôi một trong hai giá trị này thì cảm kháng cũng tăng gấp đôi.
Ví dụ minh họa
Giả sử một cuộn cảm 0,1 H hoạt động ở tần số 60 Hz. Khi đó $$X_L = 2 \times \pi \times 60 \times 0{,}1 = 37{,}699 \ \Omega$$ Cũng cuộn cảm đó nhưng ở tần số 50 Hz sẽ có $$X_L = 2 \times \pi \times 50 \times 0{,}1 = 31{,}416 \ \Omega$$ — cho thấy cảm kháng tăng lên khi tần số tăng.
Câu hỏi thường gặp
Cảm kháng có tiêu thụ điện năng không? Không. Một cuộn cảm lý tưởng tích lũy rồi trả lại năng lượng trong mỗi chu kỳ, nên không tiêu hao công suất thực — chỉ có công suất phản kháng lưu chuyển qua lại.
Điều gì xảy ra với dòng một chiều (DC, 0 Hz)? Khi \(f = 0\) thì \(X_L = 0\), nghĩa là cuộn cảm lý tưởng hoạt động như một dây dẫn ngắn mạch đối với dòng điện một chiều.
Cảm kháng khác dung kháng như thế nào? Cảm kháng tăng theo tần số, trong khi dung kháng (\(X_C = \frac{1}{2\pi f C}\)) lại giảm khi tần số tăng.
