[ Cung cấp ] Cảm biến dòng điện AC/DC | Hàng có sẵn

:Cảm biến dòng điện là một trong những thiết bị công nghiệp được sử dụng tương đối nhiều. Chúng thường xuất hiện trong tủ điện, bo mạch điều khiển, trong những hệ thống giám sát điện năng, năng lượng mặt trời, …

Vạy các bạn có biết chúng dùng dể làm gì không? Có bao nhiêu loại cảm biến dòng điện? Ứng dụng của chúng là gì? Mời các bạn cùng mình đi tìm hiểu nhé.

Cảm biến dòng điện là gì ?

Cảm biến dòng điện (current sensor) là thiết bị được sử dụng để đo lường hoặc giám sát dòng điện đi qua một đường dây điện cụ thể trong một mạch điện. Cảm biến này thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, điện tử và điện lực để theo dõi năng lượng tiêu thụ, kiểm soát quá tải và phát hiện các sự cố điện.

Cảm biến dòng điện có thể hoạt động bằng nhiều cách khác nhau, nhưng phương pháp phổ biến nhất là sử dụng hiệu ứng từ tính. Các cảm biến dòng điện thông thường sẽ có một cuộn dây dẫn dòng điện quanh đường dây cần đo, và dòng điện sẽ tạo ra một lực từ trường quanh cuộn dây này.

Cảm biến sẽ đo lực này để xác định giá trị dòng điện đi qua đường dây. Kết quả đo được có thể được hiển thị trực tiếp trên màn hình hoặc được truyền tín hiệu đến một hệ thống điều khiển để kiểm soát quá trình sản xuất hoặc hoạt động của thiết bị.

Dòng điện là gì ?

Dòng điện (electric current) là sự chuyển động của các điện tử trong một vật dẫn, được đo bằng đơn vị Ampere (A). Dòng điện thường được ký hiệu là “I” và có thể được mô tả như là số lượng các điện tử di chuyển qua một điểm cụ thể trên đường dây điện trong một khoảng thời gian nhất định.

Trong một mạch điện, dòng điện được tạo ra bởi nguồn điện (ví dụ như pin hoặc bộ nguồn) và chạy thông qua các vật dẫn (như dây điện) để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử hoặc tạo ra các hiện tượng điện học như ánh sáng, nhiệt, âm thanh, vv.

Nguyên lý cảm biến dòng điện

Nguyên lý hoạt động của cảm biến dòng điện dựa trên hiệu ứng từ tính (magnetic effect). Cụ thể, khi một dòng điện đi qua một dây dẫn, nó tạo ra một trường từ trường xung quanh dây. Nếu đặt một vật dẫn có tính ferromagnetic hoặc ferrimagnetic (như một lõi sắt), trường từ trường sẽ làm cho các phân tử của vật dẫn cắt dòng từ trường và phát ra một tín hiệu điện áp. Đây được gọi là hiệu ứng từ tính.

Cảm biến dòng điện sử dụng nguyên lý này bằng cách bọc một lõi ferromagnetic hoặc ferrimagnetic xung quanh dây dẫn và đo tín hiệu điện áp phát ra từ lõi này. Giá trị tín hiệu phát ra được xác định bởi dòng điện đi qua dây dẫn, và do đó cảm biến dòng điện có thể đo được giá trị của dòng điện này.

Các loại cảm biến dòng điện

Cảm biến dòng điện được ứng dụng ở nhiều hệ thống khác nhau cho nên chúng khá đa dạng. Điển hình là các dạng như sau.

Biến dòng CT (Current Transformer – CT)

Cảm biến từ (Current Transformer – CT) là một loại cảm biến dòng điện được sử dụng để đo dòng điện AC trong các hệ thống điện lực và các ứng dụng công nghiệp. Cảm biến từ là một thiết bị điện tử có kích thước nhỏ gọn, bao gồm một lõi sắt dẹt được bọc bởi một số lớp dây dẫn. Dòng điện cần đo được cho vào dây dẫn và tạo ra từ trường xung quanh lõi sắt.

Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó tạo ra một từ trường xung quanh dây dẫn và kích thước của từ trường phụ thuộc vào giá trị dòng điện. Lõi sắt của cảm biến từ được thiết kế để cắt từ trường này và tạo ra một điện thế đầu ra tương tự. Điện thế này được đưa đến một mạch điện tử đo lường để tính toán giá trị của dòng điện.

Cảm biến từ được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện lực để đo lường và giám sát dòng điện AC. Chúng có thể đo dòng điện rất lớn (thậm chí hàng ngàn ampe) và đưa ra tín hiệu đầu ra nhỏ hơn để sử dụng cho các thiết bị đo lường khác. Cảm biến từ cũng được sử dụng trong các hệ thống kiểm soát và bảo vệ động cơ điện.

Cảm biến Hall (Hall Effect Sensor)

Cảm biến Hall (Hall Effect Sensor) là một loại cảm biến điện tử sử dụng hiệu ứng Hall để đo dòng điện AC hoặc DC. Hiệu ứng Hall là một hiện tượng vật lý, khi một dòng điện chạy qua một vật dẫn và tạo ra một từ trường, các điện tử sẽ bị lệch hướng di chuyển do ảnh hưởng của từ trường này. Sự lệch này sẽ tạo ra một điện thế tại hai bên của vật dẫn vuông góc với cả hai hướng dòng điện và từ trường.

Cảm biến Hall thường được sử dụng để đo lường cường độ dòng điện hoặc để xác định mức độ tiếp xúc giữa vật dẫn và từ trường. Chúng có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm trong các hệ thống điều khiển motor, các hệ thống đo lường điện tế bào pin, đo lường động cơ và các hệ thống điều khiển và giám sát của hệ thống điện năng.

Các cảm biến Hall có thể hoạt động với mức độ dòng điện và điện áp khác nhau và có thể đo được cả dòng điện DC và AC. Cảm biến Hall thường được thiết kế với kích thước nhỏ, giá thành rẻ và độ bền cao, vì vậy chúng có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Cảm biến điện trở shunt

Cảm biến shunt là một loại cảm biến dòng điện được sử dụng để đo dòng điện DC trong các ứng dụng điện tử và công nghiệp. Nó được thiết kế với một thanh kim loại có điện trở rất thấp được kết nối song song với mạch điện cần đo. Cảm biến shunt được sử dụng để tạo ra một mức điện áp đầu ra tỉ lệ với giá trị dòng điện chạy qua thanh kim loại.

Khi dòng điện chạy qua thanh kim loại, nó sẽ tạo ra một mức điện áp trên thanh kim loại theo định luật Ohm. Cảm biến shunt được thiết kế để tạo ra một mức điện áp đầu ra rất nhỏ tương ứng với giá trị dòng điện chạy qua thanh kim loại. Điện áp đầu ra này có thể được đưa đến một mạch điện tử để tính toán giá trị của dòng điện.

Cảm biến shunt thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử và công nghiệp để đo dòng điện DC. Chúng có thể đo dòng điện rất lớn và có độ chính xác cao. Tuy nhiên, để sử dụng cảm biến shunt, mạch điện cần đo phải được ngắt điện và cảm biến shunt phải được kết nối vào mạch này trước khi nó được bật lại.

Cảm biến Rogowski

Cảm biến Rogowski là một loại cảm biến dòng điện không tiếp xúc được sử dụng để đo dòng điện AC. Nó được thiết kế với một cuộn dây linh hoạt và có khả năng uốn cong được, được bọc quanh một dây dẫn dòng điện cần đo. Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó tạo ra một từ trường, và cuộn dây linh hoạt của cảm biến Rogowski sẽ cảm nhận được thay đổi trong từ trường này.

Sự thay đổi trong từ trường sẽ tạo ra một dòng điện điện áp xoay chiều (AC) trong cuộn dây linh hoạt của cảm biến Rogowski. Các mạch điện tử được sử dụng để chuyển đổi dòng điện điện áp; này thành tín hiệu đầu ra tương ứng với giá trị dòng điện đang chạy qua dây dẫn.

Cảm biến Rogowski thường được sử dụng để đo dòng điện AC trong các ứng dụng điện tử; công nghiệp, và trong các hệ thống phân phối điện năng. Chúng có thể đo được cả dòng điện lớn và dòng điện nhỏ và có độ chính xác cao. Cảm biến Rogowski không tiếp xúc với dòng điện cần đo; do đó không gây ra tác động đến mạch điện cần đo; và được ưa chuộng trong các ứng dụng đo lường không tiếp xúc.

Cảm biến điện trở (Resistor-based Sensor)

Cảm biến điện trở là một loại cảm biến dòng điện được sử dụng để đo dòng điện trong các ứng dụng điện tử. Nó được thiết kế với một resistor có điện trở rất nhỏ được kết nối vào mạch điện cần đo. Khi dòng điện chạy qua resistor này, nó sẽ tạo ra một mức điện áp trên resistor theo định luật Ohm.

Cảm biến điện trở có thể được sử dụng để đo dòng điện DC hoặc AC. Điện áp đầu ra của cảm biến này tỉ lệ thuận với giá trị dòng điện chạy qua resistor. Điện áp đầu ra này có thể được đưa đến một mạch điện tử; để tính toán giá trị của dòng điện.

Cảm biến điện trở thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử để đo dòng điện. Chúng có độ chính xác cao và có thể đo dòng điện nhỏ; hoặc lớn tùy thuộc vào giá trị của resistor. Tuy nhiên, cảm biến điện trở có thể gây ra sự tiêu hao năng lượng và tạo ra nhiệt; đặc biệt là khi đo dòng điện lớn; do đó cần được thiết kế phù hợp để đảm bảo hiệu quả; và độ tin cậy trong ứng dụng của nó.

Ứng dụng cảm biến dòng điện

Ứng dụng của cảm biến dòng điện rất đa dạng và phong phú. Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng cảm biến dòng điện:

1. Đo lường năng lượng tiêu thụ

Cảm biến dòng điện có thể được sử dụng để đo lường lượng năng lượng tiêu thụ; của các thiết bị điện trong gia đình hoặc công nghiệp.

2. Kiểm soát động cơ

Cảm biến dòng có thể được sử dụng để kiểm soát và giám sát động cơ. Nó có thể được sử dụng để đo lượng dòng điện mà động cơ tiêu thụ; từ đó đánh giá được hiệu suất hoạt động của động cơ.

3. Bảo vệ mạch điện

Cảm biến dòng điện có thể được sử dụng để bảo vệ mạch điện khỏi những sự cố như quá tải; ngắn mạch; mất pha hoặc mất điện áp. Nó có thể phát hiện sự cố và ngắt nguồn để bảo vệ các thiết bị trong mạch điện.

4. Điều khiển hệ thống chiếu sáng

Cảm biến dòng có thể được sử dụng; để điều khiển hệ thống chiếu sáng tự động trong nhà hoặc ngoài trời. Khi có người đi qua, cảm biến sẽ phát hiện và bật đèn lên, giúp tiết kiệm năng lượng.

5. Điều khiển hệ thống HVAC

Cảm biến dòng có thể được sử dụng; để điều khiển hệ thống HVAC (hệ thống điều hòa không khí, thông gió và điều khiển nhiệt độ); trong các tòa nhà hoặc khu công nghiệp. Nó giúp đo lường lượng dòng điện mà hệ thống tiêu thụ; và điều chỉnh năng lượng tiêu thụ để tiết kiệm năng lượng.

Những ứng dụng trên chỉ là một số ví dụ; cảm biến dòng điện còn có rất nhiều ứng dụng khác trong; các ngành công nghiệp, điện tử, thực phẩm và y tế.

Kết luận

Như vậy trong bài viết này Trong; đã chia sẻ tất cả kiến thức liên qua đến cảm biến dòng điện; nếu bạn nào có ý kiến góp ý thì hãy bình luận ở phần bên dưới bài viết nhé.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết! Chúc các bạn thành công !

Bài Viết Tham Khảo: Biến dòng CT là gì ?

Liên Hệ

Kỹ Sư Cơ Điện Tử – Mr. Trọng

Mobi/Zalo: 0975 116 329

Mail: trongle@huphaco.vn